Ейнштейн помилявся: природа темної енергії вказує на необхідність нової моделі Всесвіту

Астрономи використовували Південний полярний телескоп, розташований в Антарктиді на станції Амундсен-Скотт, щоб вивчити природу таємничої темної енергії, яка прискорює розширення Всесвіту. Результати дослідження, опубліковані на сервері препринтів arXiv, показують, що, можливо, теорія відносності Ейнштейна є не зовсім вірною і що, можливо, потрібна нова космологічна модель Всесвіту. Темна енергія, як вважають учені, не є постійною, а змінюється, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Головна теорія того, як почався Всесвіт

Основна теорія, що пояснює появу нашого Всесвіту відома, як теорія гарячого Великого вибуху. Вона описує першу стадію Всесвіту як первинну вогняну кулю, яка складалася з дуже гарячої плазми.

Великий вибух почався приблизно 13,8 млрд років тому, коли космічна інфляція змусила Всесвіт розширюватися зі швидкістю, що перевищує швидкість світла, протягом частки секунди. Фокус уже писав про те, що з себе насправді представляє Великий вибух.

На самому початку існування космосу вся звичайна матерія, з якої складаємося ми, планети і зірки, перебувала у формі дуже гарячої плазми, що складалася з фотонів, електронів і або заряджених ядер водню і гелію.

Приблизно через 380 000 років після Великого вибуху, що засвідчують спостереження, виникло слабке світіння, відоме як реліктове випромінювання. Вивчення цього випромінювання показує умови в ранньому Всесвіті, коли він значно охолонув. Це охолодження дозволило плазмі створити атоми водню та гелію.

Згідно з поточною космологічною моделлю Всесвіту, темна матерія стиснулася і створила щільні ділянки, які притягли до себе звичайну матерію. Газ у цих щільних ділянках охолоджувався, стискався під дією гравітації, що призвело до утворення зірок і галактик, які ми бачимо сьогодні.

Усі ці етапи еволюції Всесвіту описує головна космологічна модель, відома як Модель Лямбда-CDM.

Що таке темна енергія?

Якби у Всесвіті була тільки звичайна матерія і темна матерія, то гравітаційне тяжіння всієї маси у Всесвіті сповільнювало б його розширення. Але 1998 року вчені виявили, що розширення Всесвіту прискорюється, а не сповільнюється.

Тому вчені вирішили, що існує якась сила, відома тепер як темна енергія, яка діє як антигравітація. Тобто темна енергія може протистояти гравітації і швидше розширює весь космос.

Найпростіша версія темної енергії — це початкова ідея Альберта Ейнштейна про космологічну сталу, як спосіб врівноважити дію гравітації в його загальній теорії відносності.

Що виявили астрономи під час нового спостереження за космосом?

Вчені зібрали дані за 2 роки, які охоплюють спостереження величезної ділянки Всесвіту, щоб виявити зміни в розподілі матерії та реліктовому випромінюванні з плином часу.

У результаті вчені виявили, що темна енергія стає слабшою з часом або еволюціонує. Отже, прискорене розширення Всесвіту за допомогою темної енергії може припинитися в майбутньому.

Нове дослідження знижує ймовірність того, що темна енергія є космологічною постійною і підвищує ймовірність того, що вона змінюється з часом.

Теорія відносності Ейнштейна неправильна?

Коли Альберт Ейнштейн уперше сформулював свою теорію відносності на початку XX століття, вважалося, що Всесвіт є статичним, тобто не розширюється. Щоб запобігти гравітаційному колапсу і допустити існування вічного статичного Всесвіту, Ейнштейн додав у свою теорію космологічну постійну. Пізніше Ейнштейн відмовився від неї, коли астроном Едвін Габбл у 1929 році виявив, що космос розширюється.

Коли вчені виявили, що Всесвіт розширюється з прискоренням, то найпростішим поясненням цього явища стало те, що космологічна постійна все ж існує. До недавнього часу спостереження за Всесвітом можна було повністю пояснити космологічною постійною.

Якщо нові дані про те, що темна матерія стає слабшою, знайдуть підтвердження, то це означатиме, що вченим необхідно вийти за межі космологічної сталої. Це означає, що доведеться або доповнити теорію відносності Ейнштейна, або ж створити нову космологічну модель Всесвіту.

Як уже писав Фокус, астрономи виявили в космосі найбільшу молекулу, необхідну для створення життя. Нове дослідження показує, що інгредієнти, необхідні для створення життя, можуть виникати в планетних системах ще до появи самих зірок і планет.