Космологи объяснили расширение Вселенной без темной энергии - «Космос»

MNRAS.

"Теория относительности является фундаментальной для понимания того, как эволюционирует Вселенная. Мы не сомневаемся в ее справедливости, мы всего лишь задумались о том, насколько справедливы ее приблизительные решения. Наша гипотеза основывается на ином математическом представлении того, как расширяется пространство, и как формирование разных структур в нем влияет на этот процесс. Эти вещи раньше отбрасывались, но если их учесть, то тогда становится ясно, что темная энергия не нужна", — заявил Лазло Добош (Laszlo Dobos) из Будапештского университета (Венгрия).

Долгое время космологи считали, что наша Вселенная растет с постоянной скоростью, которая почти не меняется. В 1998 году нобелевские лауреаты Сол Перлмуттер, Брайан Шмидт и Адам Рисс показали, наблюдая за вспышками сверхновых первого типа, что это на самом деле не так – оказалось, что пределы мироздания расширяются все быстрее и быстрее.

Астрономы окончательно доказали, что темная энергия существует

Причиной этого ускорения, как сегодня считают ученые, является темная энергия – загадочная субстанция с экзотическими свойствами, на чью долю приходится почти 70% содержимого Вселенной. Мы почти ничего не знаем о ее свойствах, и сегодня ученые пытаются найти следы темной энергии в движениях галактик и в микроволновом фоновом излучении, "эхо" Большого Взрыва.

В июне прошлого года, Рисс и его коллеги вычислили точную скорость расширения Вселенной сегодня, и неожиданно обнаружили, что скорость расширения Вселенной была заметно выше предсказаний, основанных на данных наблюдений за "эхом" Большого Взрыва. Это открытие заставило космологов в очередной раз начать спорить о сущности темной энергии и о том, существует ли она на самом деле.

Добош и его коллеги из Будапештского университета и университета Гавайев в Гонолулу (США) предположили, что все разночтения между данными наблюдений и теоретическими расчетами можно объяснить тем, что все космологические модели Вселенной не учитывают то, как менялись свойства ее пространства по мере "растягивания" мироздания.

Космологи усомнились в существовании темной энергии

Как объясняют ученые, теория относительности постулирует, что крупные скопления материи внутри Вселенной, в которой вся остальная масса будет распределена однородно, будут влиять на процесс ее расширения. Этот факт, однако, не учитывается в фактически всех космологических моделях по двум причинам – сила его считалась фактически незначительной, и его крайне тяжело просчитывать даже при помощи суперкомпьютеров.

Команда Добоша придумала, как обойти вторую проблему – астрофизики представили Вселенную в виде набора из своеобразных полых "пузырьков", каждый из которых представлял собой своеобразную "мини-Вселенную" со своими законами физики. Стенки этих пузырьков сложены из видимой и темной материи галактик и их скоплений, а их внутренности – из пустоты между нитями "паутины Вселенной". Каждый такой "пузырек" будет расти со своей собственной скоростью, которую будет определять его масса и другие физические параметры.

Ученые: сверхбыстрое расширение Вселенной указывает на "новую физику"

Представив и просчитав Вселенную таким образом, ученые с удивлением обнаружили, что ее текущий облик можно получить, не добавляя в модель темную энергию или какой-то другой источник ускоряющегося расширения мироздания.

Если же темную энергию все же добавить в модель, то финальная картина эволюции Вселенной будет почти такой же, как при ее отсутствии, с небольшими, но заметными различиями в ее размерах. Это важно, как объясняют физики, по той причине, что это позволяет проверить, какая из двух теорий верна, наблюдая за распределением крупных скоплений материи во Вселенной.