Недавно полученные данные ставят под сомнение наше нынешнее понимание времени и пространства. Темная энергия — таинственная сила, ответственная, как считается, за расширение Вселенной, может вести себя не так, как предполагают большинство ученых, хотя согласия по этому поводу в научном мире нет.
Анализ, проведенный командой южнокорейских ученых, позволяет предположить, что Вселенная, возможно, не будет расширяться бесконечно — в какой-то момент силы гравитации окажутся непреодолимыми, и она начнет снова сжиматься, в итоге исчезнув в результате «Большого сжатия».
Участвующие в исследовании ученые считают, что они, возможно, стоят на пороге одного из величайших открытий в астрономии за последнее поколение.
Однако другие астрономы подвергают сомнению эти выводы, хотя полностью опровергнуть утверждения южнокорейских ученых критикам не удалось.
Долгое время астрономы полагали, что расширение Вселенной, начавшееся с Большого взрыва около 13,8 миллиарда лет назад, должно постепенно замедляться под действием гравитации.
Затем в 1998 году были обнаружены доказательства существования темной энергии — силы, ускоряющей расширение Вселенной. Исследования очень ярких взрывающихся звезд, называемых сверхновыми, показали, что вместо того, чтобы замедляться, удаленные галактики на самом деле ускоряются, удаляясь друг от друга.
Ряд теорий предполагал, что все время ускоряющееся расширение Вселенной в итоге приведет к тому, что силы гравитации будут действовать только в локальных (по космическим меркам, разумеется) масштабах: группы галактик со временем будут удаляться друг от друга все дальше, уходя за «горизонт» наблюдаемой Вселенной. В какой-то момент наблюдать другие звезды будет невозможно, а про прошествии достаточного времени расширяющаяся Вселенная разорвет на части последние островки материи и будет заполнена только излучением. Этот сценарий астрономы называют «Большим разрывом» (The Big Rip).
В марте этого года ученые получили неожиданные результаты с телескопа в пустыне Аризоны, называемого «Спектроскопический прибор для исследования темной энергии» (Desi).
Desi, построенный для изучения темной энергии, отслеживал ускорение миллионов галактик с исключительной точностью, но астрономы не ожидали таких результатов.
По словам профессора Офера Лахава из Университетского колледжа Лондона, участвующего в проекте Desi, полученные данные указывали на то, что ускорение галактик менялось со временем, что не соответствует принятой в космологии стандартной картине.
«Теперь, когда эта меняющаяся темная энергия то повышается, то понижается, нам нужен новый механизм. И это может стать потрясением для всей физики», — говорит он.
Затем в ноябре Королевское астрономическое общество (RAS) опубликовало исследование команды южнокорейских ученых, которое добавило новых странностей в и без того таинственное поведение темной энергии.
Профессор Янг Вук Ли из Университета Ёнсе в Сеуле и его команда вернулись к данным о сверхновых, с помощью которых 27 лет и удалось обнаружить следы существования темной энергии. Сверхновые звезды определенного типа (так называемые «стандартные свечи») давно применяются в астрономии для определения расстояний до удаленных галактик, однако этот метод нельзя считать стопроцентно надежным: как показали более поздние исследования, светимость сверхновых может зависеть и от химического состава взорвавшейся звезды, и от того, как они формируются.
Вместо того, чтобы рассматривать их как звездные объекты одной стандартной яркости, ученые скорректировали их с учетом возраста галактик, в которых они находились, и вычислили, насколько яркими сверхновые должны быть на самом деле.
Оказалось, что темная энергия, по-видимому, меняется с течением времени, а ускорение Вселенной вообще, похоже, замедлилось.
«Судьба Вселенной изменится, — прямо заявляет профессор Ли. — Если темная энергия не является постоянной и ослабевает, это изменит всю парадигму современной космологии».
Если профессор Ли прав и темная энергия — сила, расширяющая пространство между галактиками, — слабеет, то возможен сценарий, при котором в какой-то момент она не сможет преодолеть силы гравитации, и галактики снова начнут сближаться.
«Вместо Большого разрыва теперь становится возможно Большое сжатие, — говорит профессор Ли. — Какой из этих вариантов возьмет верх, зависит от истинной природы темной энергии».
Подписывайтесь на наши соцсети и рассылку
Работу группы профессора Ли опубликовал авторитетный журнал RAS после проверки другими экспертами. Однако многие ведущие астрономы, работающие в этой области, например профессор Джордж Эфстатиу из Института астрономии Кембриджского университета, не разделяют его точку зрения.
«Я думаю, что этот результат просто отражает запутанные особенности сверхновых, — говорит он. — Корреляция с возрастом не очень тесная, поэтому я считаю опасным применять такую „коррекцию“. Этот метод не кажется мне сильным».
Главенствующая сегодня точка зрения предполагает, что Вселенная расширяется с постоянным ускорением, а темная энергия практически не меняется.
Но профессор Ли отстаивает свои результаты: «Наши данные основаны на 300 галактиках. Статистически примерно один шанс из триллиона, что это случайность. Поэтому я твердо убежден, что наше исследование уже является очень, очень значимым».
После публикации результатов южнокорейских исследователей две команды ученых заново оценили яркость некоторых сверхновых. Они изучили результаты более раннего исследования, лежавшего в основе результатов Desi от марта, чтобы перепроверить мартовские результаты.
Не все первоначальные предположения подтвердились полностью, однако даже после тщательной проверки опровергнуть утверждения южнокорейских ученых не получилось.
Обе команды несколько отошли от первоначальных предположений, но даже после тщательного изучения эти предположения не исчезли.
По этой теме опубликованы сотни научных статей, и астрономы разделились во мнениях о том, какое объяснение является лучшим. По словам профессора Роберта Мэсси, заместителя директора RAS, в этом нет ничего плохого.
«Кто не хочет понять, как закончится Вселенная и как она зародилась? — говорит он. — Люди всегда интересовались этим, независимо от того, рассматривать ли это с религиозной или научной точки зрения».
- Исследование темной энергии поставило под сомнение теорию относительности Эйнштейна
- Темной энергии не существует? Новые свидетельства показывают, что ученые ищут то, чего нет
- Подземная гонка к истокам Вселенной. Свойства нейтрино могут объяснить, почему материя не самоуничтожилась
- Эхо прошедшей звезды: «Хаббл» увидел отголосок вспышки сверхновой из III века
- Звездный призрак. «Джеймс Уэбб» увидел, во что превращаются сверхновые звезды
- Звезда-зомби, пять раз пережившая превращение в сверхновую