Сенсація в науці: темна матерія може не існувати, а Всесвіту 27 мільярдів років

Всесвіт завжди зберігає таємниці, які викликають нашу цікавість. Як ми зараз розуміємо, тканина Всесвіту складається з трьох основних компонентів: «нормальної матерії», «темної енергії» та «темної матерії». Однак нові дослідження перевертають цю встановлену модель з ніг на голову. Раджендра Гупта, досвідчений професор фізики, який не боїться сумніватися в статус-кво. Завдяки рокам досліджень за плечима Гупта змінює наше розуміння Всесвіту.

Гупта з Університету Оттави провів дослідження, яке припускає, що нам може не знадобитися темна матерія або темна енергія, щоб пояснити роботу Всесвіту. Це сміливе твердження викликає оберти в науковому співтоваристві.

«Втомлене світло» і теорія CCC

В основі дослідження Гупти лежить модель, яка поєднує дві теорії: коваріюючі константи зв’язку (CCC) і «втомлене світло» (TL). Нас завжди вчили, що фундаментальні константи природи, такі як швидкість світла чи заряд електрона, є незмінними. Але що, якщо вони все-таки не виправлені?

Теорія CCC припускає, що ці константи насправді можуть відрізнятися у всьому Всесвіті. Якщо це так, це може змінити наше розуміння всього, від найдрібніших частинок до найбільших галактик.

Крім того, є ідея «Втомлене світло». Зазвичай ми вважаємо, що червоне зміщення світла від далеких галактик — те, як світло розтягується на довші, червоніші хвилі — відбувається тому, що Всесвіт розширюється.

Але модель TL пропонує інший погляд: можливо, світло втрачає енергію на величезних відстанях. Ця втрата енергії призведе до червоного зсуву без необхідності розширення Всесвіту.

Отже, що станеться, якщо поєднати ці дві теорії? Модель CCC+TL має на меті забезпечити нову основу для розуміння космічних явищ. Враховуючи те, що константи можуть змінюватися, а світло може втрачати енергію з часом, ця модель пропонує альтернативні пояснення спостережень, які десятиліттями бентежили вчених.

Чому більшість вчених вважають темну матерію реальною

Отже, чому ми вважаємо темну матерію реальною, якщо ми її не бачимо? Ще в 1930-х роках астроном, на ім’я Фріц Цвікі помітив, що галактики в скупченні рухаються таким чином, що не збігається з видимою масою. Щось невидиме тиснуло на них. Відтоді з’явилося більше доказів, як-от те, як обертаються галактики — вони обертаються швидше, ніж мали б, якби була задіяна лише видима матерія.

Відповідно до більшості теорій, темна матерія відіграє величезну роль у роботі Всесвіту. Здається, він утримує галактики разом, діючи як невидимий клей.

Без нього галактики могли б не мати достатньої маси, щоб залишитися недоторканими. Це також впливає на те, як світло поширюється в космосі, згинаючи його таким чином, що допомагає нам визначити, де може ховатися темна матерія.

Постановка питання про необхідність темної матерії

Протягом багатьох років темна матерія була основним поясненням поведінки галактик і руху зірок. Вважається, що вона становить близько 27% Всесвіту, при цьому звичайна матерія становить менше 5%, а решта становить темна енергія. Але висновки Гупти кидають ключ до цієї моделі.

«Результати дослідження підтверджують нашу попередню роботу, яка припускала, що Всесвіту 26,7 мільярда років, заперечуючи необхідність існування темної матерії», — пояснює він. «На відміну від стандартних космологічних теорій, де прискорене розширення Всесвіту пояснюється темною енергією, наші висновки вказують на те, що це розширення відбувається через ослаблення сил природи, а не через темну енергію», — продовжує Гупта.

Червоні зміщення і космічні спостереження

Значна частина досліджень Гупти зосереджена на «червоних зміщеннях», коли світло простягається до червоного кінця спектра, коли воно подорожує крізь простір. Аналізуючи дані про те, як галактики розподіляються при низькому червоному зміщенні, і закономірності, що спостерігаються в ранньому Всесвіті при високому червоному зміщенні, він наводить аргументи проти існування темної матерії.

«Є кілька статей, які ставлять під сумнів існування темної матерії, але моя, наскільки мені відомо, перша, яка усуває її космологічне існування, але узгоджується з ключовими космологічними спостереженнями, які ми встигли підтвердити», — впевнено підсумовує Гупта.

Що все це означає?

Якщо модель CCC+TL вірна, це може перевернути з ніг на голову багато з нашого поточного розуміння. Це може запропонувати нові пояснення таких речей, як космічне мікрохвильове фонове випромінювання або формування та еволюція галактик. Теорія Гупти кидає виклик широко визнаній теорії Великого вибуху та може відкрити нові шляхи думок у космології.

Критики зазначають, що існує велика кількість даних, які підтверджують поточні моделі, як-от постійність фізичних законів і розширення Всесвіту. Модель CCC+TL повинна надавати перевірені прогнози, які можна підтвердити або спростувати за допомогою спостережень і експериментів.

Темна матерія, Великий Вибух і наступні кроки

Отже, куди нам далі йти?

Дослідники наполегливо працюють, намагаючись знайти способи перевірити модель CCC+TL. Вони спостерігають за далекими зірками, вимірюють космічне випромінювання та аналізують величезну кількість даних. З розвитком технологій, особливо з більш потужними телескопами та детекторами, ми можемо зібрати докази, необхідні для підтвердження або оскарження цих нових теорій.

Зрештою, прагнення зрозуміти Всесвіт схоже на збирання гігантського пазла, не знаючи остаточної картини. Кожен новий твір чи ідея допомагає нам побачити трохи більше, навіть якщо це означає переосмислення тих частин, які, на нашу думку, ми зрозуміли.

Незалежно від того, стане модель CCC+TL ключовою частиною космології чи приведе нас до інших відкриттів, усе це є частиною захоплюючої подорожі до пізнання космосу. Повний текст дослідження опубліковано в The Astrophysical Journal.