Тёмная энергия – иллюзия? Новые данные о сверхновых ставят под сомнение расширение Вселенной

Наше понимание Вселенной кардинально изменилось с открытием тёмной энергии. Согласно стандартной космологической модели, именно она является той загадочной силой, которая ускоряет расширение космоса. В общей теории относительности тёмная энергия описывается как космологическая константа, своего рода неотъемлемая часть ткани пространства-времени. Однако, чем больше мы наблюдаем за Вселенной, тем больше вопросов возникает к этой модели, а некоторые исследователи даже осмеливаются ставить под сомнение само существование тёмной энергии.

Когда скорость разбегания галактик вызывает споры

Одной из ключевых проблем, с которыми сталкиваются космологи, является так называемая «напряжённость Хаббла». Суть её в том, что скорость расширения Вселенной, которую мы наблюдаем, варьируется в зависимости от используемого метода измерения. Это намекает на то, что наше понимание этого процесса, возможно, неполное. Более того, хотя мы считаем, что тёмная энергия распределена равномерно, есть основания полагать, что это не так. Недавнее исследование, о котором пойдёт речь, и вовсе предлагает радикальную альтернативу: а что, если тёмной энергии вообще нет?

Чтобы понять суть спора, нужно вернуться к фундаментальным принципам. Наблюдая за Вселенной, мы видим, что материя не распределена однородно. Галактики и скопления галактик образуют сгустки, разделённые огромными пустотами. Однако, если рассматривать Вселенную в очень больших масштабах, в порядка миллиардов световых лет, то распределение материи становится более равномерным. Это явление, известное как принцип однородности, позволяет нам описывать Вселенную как одинаковую во всех направлениях. Именно на этом принципе основана стандартная космологическая модель, использующая метрику Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера (ФЛРУ), где тёмная энергия представлена космологической константой.

Временной ландшафт: альтернативная интерпретация

Противники стандартной модели утверждают, что принцип однородности нельзя применять к расширению Вселенной. Некоторые даже ставят под сомнение применимость самой общей теории относительности в космических масштабах. Так, модель «Временного ландшафта» предполагает, что тёмная энергия нарушает принцип эквивалентности, который гласит, что инерциальная и гравитационная энергии неразличимы. Эта модель утверждает, что расширение Вселенной, как мы его видим, на самом деле является следствием неоднородности времени.

Как это работает? Представьте себе, что время течёт с разной скоростью в разных частях Вселенной. В гравитационных ямах, таких как галактические скопления, время идёт медленнее, чем в космических пустотах. Со временем это различие накапливается и создаёт иллюзию расширения. То есть, в этой модели именно разница в темпе течения времени, а не некая тёмная энергия, ответственна за наблюдаемое разбегание галактик.

Сверхновые в роли арбитров

Чтобы проверить, какая из моделей лучше соответствует наблюдениям, авторы недавнего исследования проанализировали данные о сверхновых типа Ia из каталога Pantheon+. Эти звёзды, взрываясь, становятся своего рода «стандартными свечами», позволяя измерять расстояния в космосе. Ключевым отличием между стандартной моделью и моделью «Временного ландшафта» является то, что первая предполагает равномерное расширение, а вторая — нет.

Результаты анализа показали, что, хотя данные о сверхновых согласуются с обеими моделями, модель «Временного ландшафта» всё же даёт несколько лучшее соответствие. Это означает, что тёмная энергия, возможно, действительно является иллюзией, но пока это утверждение недостаточно убедительно, чтобы полностью опровергнуть стандартную модель.

На пороге новой эры космологии

Хотя результаты исследования нельзя назвать окончательными, они, несомненно, заставляют нас пересмотреть устоявшиеся взгляды на Вселенную. Если дальнейшие исследования подтвердят выводы авторов, нас ожидает настоящая революция в космологии. Однако важно помнить, что модель «Временного ландшафта» — лишь одна из альтернатив стандартной модели, и у неё есть свои собственные недостатки, которые ещё предстоит преодолеть. Тем не менее, данный шаг — это важный сигнал о том, что мы должны быть готовы к новым открытиям, которые могут кардинально изменить наше представление о космосе. Мы находимся на пороге новой эры астрономии, когда наше понимание Вселенной стремительно расширяется.