Згідно з моделлю Лямбда-холодної темної матерії (Lambda-CDM), яка є загальноприйнятим стандартом того, як виник і розвивався Всесвіт, звичайна матерія, з якою ми стикаємося щодня, становить лише близько 5% Всесвіту, темна матерія — 27%, а решта 68% — це темна енергія, поки що теоретична сила, що рухає розширення Всесвіту.
Але нове дослідження поставило під сумнів, чи існує темна енергія взагалі. Свіжі результати комп’ютерних симуляцій виявили, що темна енергія — це ілюзія.
Проблема теорії відносності Ейнштейна
Загальна теорія відносності Ейнштейна, опублікована 1915 року, є основою загальноприйнятої історії походження Всесвіту, згідно з якою Великий вибух дав старт розширенню Всесвіту близько 13,8 млрд років тому. Проблема полягає в тому, що рівняння, які вона використовує, неймовірно складні, тому фізики схильні спрощувати їхні частини, щоб зробити їх більш практичними для роботи. Коли моделі будуються на основі цих спрощених версій, маленькі прогалини можуть перетворитися на величезні розбіжності.
«Рівняння загальної теорії відносності Ейнштейна, які описують розширення Всесвіту, настільки складні математично, що за 100 років не було знайдено жодного рішення, яке б враховувало вплив космічних структур на прискорення Всесвіту. Але водночас ми покладаємося на грубі наближення до рівнянь Ейнштейна, які можуть вводити серйозні побічні ефекти, такі як потреба у темній енергії, в моделях, розроблених для того, щоб відповідати даним спостережень», — говорить у своїй статті доктор Ласло Добош.
Загадкова сила, яку ніхто не бачив
Темна енергія ніколи не спостерігалася безпосередньо. Її можна вивчати лише через її вплив на інші об’єкти. Властивості та існування темної енергії все ще залишаються суто теоретичними, що робить її запасним варіантом для затикання дір у сучасних космологічних моделях.
Загадкова сила вперше була висунута як рушійна сила прискореного розширення Всесвіту в 1990-х на основі спостережень наднових типу Ia. Ці яскраві плями іноді називають стандартними свічками, адже вони світять з постійною піковою яскравістю. Завдяки вимірюванню яскравості їхнього світла можна визначити, наскільки далеко розташований об’єкт.
Це дослідження відіграло важливу роль у поширенні ідеї про те, що темна енергія прискорює розширення Всесвіту. Це відкриття принесло вченим Нобелівську премію з фізики в 2011 році. Але інші дослідження ставлять під сумнів обґрунтованість цього висновку. Деякі дослідники намагаються розробити більш точну картину космосу за допомогою програмного забезпечення, яке може краще впоратися з усіма зморшками загальної теорії відносності.
Модель Авера
Згідно з новим дослідженням Університету Етвеша Лоранда в Угорщині та Гавайського університету, розбіжність, для заповнення якої була «винайдена» темна енергія, могла виникнути через ті частини теорії, які були замовчувані заради простоти. Дослідники створили комп’ютерну симуляцію того, як сформувався Всесвіт, виходячи з його великомасштабної структури. Ця структура, очевидно, має форму піни, де галактики знаходяться на тонких стінках кожної бульбашки, але великі кишені в середині здебільшого позбавлені як нормальної, так і темної матерії.
Команда змоделювала, як гравітація впливатиме на матерію в цій структурі, і виявила, що замість того, щоб Всесвіт розширювався плавно і рівномірно, різні його частини будуть розширюватися з різною швидкістю. Важливо, однак, що загальна середня швидкість розширення все ще узгоджується зі спостереженнями й указує на прискорення розширення. Кінцевим результатом є те, що команда називає моделлю Авера (Avera).
«Загальна теорія відносності є фундаментальною для розуміння того, як еволюціонує Всесвіт. Ми не ставимо під сумнів її правдивість. Ми ставимо під сумнів вірогідність наближених рішень. Наші висновки спираються на математичну гіпотезу, яка допускає диференціальне розширення простору, що узгоджується із загальною теорією відносності, й вони показують, як формування складних структур матерії впливає на розширення. Ці питання раніше замовчувалися, але їхнє врахування може пояснити прискорення без потреби в темній енергії», — пояснює Добос.
Якщо дослідження витримає ретельну перевірку, воно може змінити напрям вивчення фізики, відмовившись від гонитви за примарою темної енергії.
Раніше ми повідомляли про те, як нова теорія розкрила майбутнє Всесвіту та його кінець.
За матеріалами Space Academy.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
