Согласно модели Лямбда-холодной темной материи (Lambda-CDM), являющейся общепринятым стандартом того, как возникла и развивалась Вселенная, обычная материя, с которой мы сталкиваемся ежедневно, составляет лишь около 5% Вселенной, темная материя — 27%, а остальные 68% — это темная энергия, пока что теоретическая сила, движущая расширение Вселенной.
Но новое исследование поставило под сомнение, существует ли темная энергия вообще. Свежие результаты компьютерных симуляций показали, что темная энергия — это иллюзия.
Проблема теории относительности Эйнштейна
Общая теория относительности Эйнштейна, опубликованная в 1915 году, является основой общепринятой истории происхождения Вселенной, согласно которой Большой взрыв дал старт расширению Вселенной около 13,8 млрд лет назад. Проблема заключается в том, что уравнения, которые она использует, невероятно сложны, поэтому физики склонны упрощать их части, чтобы сделать их более практичными для работы. Когда модели строятся на основе этих упрощенных версий, маленькие пробелы могут превратиться в огромные расхождения.
«Уравнения общей теории относительности Эйнштейна, описывающие расширение Вселенной, настолько сложны математически, что за 100 лет не было найдено ни одного решения, которое бы учитывало влияние космических структур на ускорение Вселенной. Но в то же время мы полагаемся на грубые приближения к уравнениям Эйнштейна, которые могут вводить серьезные побочные эффекты, такие как потребность в темной энергии, в моделях, разработанных для того, чтобы соответствовать данным наблюдений», — говорит в своей статье доктор Ласло Добош.
Загадочная сила, которую никто не видел
Темная энергия никогда не наблюдалась непосредственно. Ее можно изучать только через ее влияние на другие объекты. Свойства темной энергии и существование все еще остаются чисто теоретическими, что делает ее запасным вариантом для затыкания дыр в современных космологических моделях.
Загадочная сила впервые была выдвинута как движущая сила ускоренного расширения Вселенной в 1990-х на основе наблюдений сверхновых типа Ia. Эти яркие пятна иногда называют стандартными свечами, ведь они светят с постоянной пиковой яркостью. Благодаря измерению яркости их света, можно определить, насколько далеко находится объект.
Это исследование сыграло важную роль в распространении идеи о том, что темная энергия ускоряет расширение Вселенной. Это открытие принесло ученым Нобелевскую премию по физике в 2011 году. Но другие исследования ставят под сомнение обоснованность этого вывода. Некоторые исследователи пытаются разработать более точную картину космоса с помощью программного обеспечения, которое может лучше справиться со всеми складками общей теории относительности.
Модель Авера
Согласно новому исследованию Университета Этвеша Лоранда в Венгрии и Гавайского университета, расхождение, для заполнения которого была «изобретена» темная энергия, могло возникнуть из-за тех частей теории, что были умолчаны ради упрощения. Исследователи создали компьютерную симуляцию того, как сформировалась Вселенная, исходя из ее крупномасштабной структуры. Эта структура, очевидно, имеет форму пены, где галактики находятся на тонких стенках каждого пузырька, но большие карманы в середине по большей части лишены как нормальной, так и темной материи.
Команда смоделировала, как гравитация будет влиять на материю в этой структуре, и обнаружила, что вместо того, чтобы Вселенная расширялась плавно и равномерно, разные ее части будут расширяться с разной скоростью. Важно, однако, что общая средняя скорость расширения все еще согласуется с наблюдениями и указывает на ускорение расширения. Конечным результатом является то, что команда называет моделью Авера (Avera).
«Общая теория относительности является фундаментальной для понимания того, как эволюционирует Вселенная. Мы не ставим под сомнение ее достоверность. Мы ставим под сомнение достоверность приближенных решений. Наши выводы опираются на математическую гипотезу, допускающую дифференциальное расширение пространства, что согласуется с общей теорией относительности, и они показывают, как формирование сложных структур материи влияет на расширение. Эти вопросы ранее замалчивались, но их учет может объяснить ускорение без необходимости в темной энергии», — объясняет Добос.
Если исследование выдержит тщательную проверку, оно может изменить направление изучения физики, отказавшись от погони за призраком темной энергии.
Ранее мы сообщали о том, как новая теория раскрыла будущее Вселенной и ее конец.
По материалам Space Academy.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
