Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег РИА Наука
РИА Наука

Российские физики решили главную космологическую загадку десятилетия

© Фото : V.Springel, Max-Planck Institut für Astrophysik, Garching bei MünchenКомпьютерная модель «паутины» Вселенной
Компьютерная модель «паутины» Вселенной

МОСКВА, 1 фев – РИА Новости. Космологи и физики из Института теоретической физики РАН предположили, что расхождения в скорости расширения Вселенной, вычисленные по вспышкам сверхновых и "эхо" Большого Взрыва, можно объяснить тем, что темная энергия нестабильна и постепенно превращается в темную материю, говорится в статье, опубликованной в журнале MNRAS.

Современные представления о расширении Вселенной
Ученые: сверхбыстрое расширение Вселенной указывает на "новую физику"
"Если Эйнштейн прав на 100%, то темная энергия неизменна и вечна. Но что, если он прав только, скажем, на 99,99%? Темной энергии в природе так много, что если бы даже ничтожная доля ее за 14 миллиардов лет, прошедших с периода Большого Взрыва, распалась на известные элементарные частицы, в том числе на фотоны, то это был бы колоссальный новый источник энергии, полезной для человечества", – рассказывает Алексей Старобинский из ИТФ РАН, чьи слова приводит пресс-служба института.

Темные дела Вселенной

Еще в 1929 году знаменитый астроном Эдвин Хаббл доказал, что наша Вселенная не стоит на месте, а постепенно расширяется, наблюдая за движением далеких от нас галактик. В конце 20 века астрофизики обнаружили, наблюдая за сверхновыми первого типа, что она расширяется не с постоянной скоростью, а с ускорением. Причиной этого, как сегодня считают ученые, является "темная энергия" – загадочная субстанция, действующая на материю как своеобразная "антигравитация".

В июне 2016 года, нобелевский лауреат Адам Рисс (Adam Reiss) и его коллеги, открывшие этот феномен, вычислили точную скорость расширения Вселенной сегодня, используя переменные звезды-цефеиды в соседних галактиках, расстояние до которых можно вычислить со сверхвысокой точностью.

Это уточнение дало крайне неожиданный результат – оказалось, что две галактики, разделенные расстоянием примерно в 3 миллиона световых лет, разлетаются со скоростью около 73 километров в секунду. Подобная цифра заметно выше, чем показывают данные, полученные при помощи орбитальных телескопов WMAP и Planck – 69 километров в секунду, и ее невозможно объяснить при помощи имеющихся у нас представлений о природе темной энергии и механизме рождения Вселенной. 

Схема рождения гамма-вспышки
Взрывы сверхновых поставили под сомнение существование "темной энергии"

Эти расхождения заставили ученых, в том числе и академика Старобинского, задуматься о двух возможных путях объяснения этой аномалии. С одной стороны, вполне возможно, что замеры "Планка" или Рисса и его коллег являются ошибочными или неполными. С другой — вполне допустимо и то, что свойства темной материи или темной энергии заметно изменились за время жизни Вселенной, что могло изменить скорость ее расширения.

Самый простой и логичный вариант подобных изменений, как предположили Старобинский и его коллеги, заключается в нестабильном характере темной энергии или темной материи. Подобные идеи, как отмечает академик, уже излагались советскими учеными в середине 1930 годов, однако они тогда предполагали, что "темные" субстанции должны распадаться в видимые формы материи.

Конец космологической вечности

Сейчас российские космологи считают, что распад их частиц ведет к формированию новых "темных" компонентов Вселенной. В таком случае на их распад не влияют внешние условия, в том числе текущая скорость расширения мироздания, его возраст и прочие характеристики, а только внутренние свойства темной материи и энергии, в результате чего скорость расширения Вселенной и другие ее свойства, зависящие от соотношения их долей в мироздании, будут плавно меняться.

Подобные распады, как объясняет физик, могут идти тремя путями – в результате процесса, похожего на разрушение ядер "обычных" нестабильных элементов, прямого превращения темной энергии в темную материю, и превращения темной энергии в "темное излучение" – поток легких частиц и своеобразных "темных" фотонов, не взаимодействующих с видимой материей. 

Современные представления о расширении ВселеннойЗвезды-цефеиды, по которым ученые переопределили скорость расширения Вселенной
"Хаббл" помог ученым раскрыть неожиданно быстрое расширение ВселеннойОказалось,что Вселенная расширяется сейчас еще быстрее, чем показывали расчеты, построенные на наблюдениях за "эхом" Большого Взрыва. Это указывает на существование третьей загадочной "темной" субстанции - темного излучения или на неполноту теории относительности.

"Анализ показал, что вторая модель лучше остальных позволяет объяснить как существующие космологические параметры наблюдаемой Вселенной, так и ее эволюцию в прошлом. Из нее вытекает, что время полураспада темной энергии по этому каналу не менее, чем в 17 раз превосходит возраст Вселенной. Другими словами, если распад темной энергии на темную материю и происходит, то он идет очень медленно", – продолжает Старобинский.

Подобный сценарий, как отмечает ученый, хорошо описывает те расхождения в скоростях расширения Вселенной, которые были открыты Риссом и его командой, и аналогичные данные, полученные в рамках проекта BOSS, направленного на поиски следов Большого Взрыва в распределении галактик по Вселенной.

Если эти данные подтвердятся в ближайшем будущем, то их можно будет считать подтверждением модели Старобинского и коллег и первым доказательством того, что темная материя не является неизменной и стабильной, как постулирует стандартная космологическая модель.

Рекомендуем
Владимир Познер
Познер оценил требование лишить Урганта гражданства
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала