Scienty

Согласно новым данным, скорость расширения Вселенной начала снижаться, что противоречит общепринятой теории об ускорении, вызванном темной энергией. Оказалось, что сверхновые Ia, которые обычно используются в качестве эталонных космических объектов, не обладают одинаковыми характеристиками, и их светимость зависит от возраста звезд, в которых они образовались.

Фото: img.freepik.com

После Большого взрыва, который произошел 13,8 миллиарда лет назад, расширение Вселенной замедлялось из-за гравитационного притяжения. Однако в 1998 году астрономы сделали неожиданное открытие. Наблюдения за далекими сверхновыми типа Ia показали, что они тусклее, чем должны быть. Следовательно, они располагались дальше, чем предсказывала модель, а это означало, что примерно девять миллиардов лет после рождения Вселенная начала расширяться с ускорением.

Нобелевская премия по физике за 2011 года была присуждена за открытие, которое привело к возникновению идеи о темной энергии. Эта таинственная сила, на долю которой приходится около 70% общей плотности энергии Вселенной, проявляет себя как некая антигравитационная сила, вызывающая отталкивание галактик друг от друга. В общепринятой космологической модели, которая называется Лямбда-CDM, в настоящее время темная энергия рассматривается как космологическая постоянная, что подразумевает ее неизменную величину во времени.

В последние годы всё же начали поступать сведения, ставящие под вопрос неизменность темной энергии. Например, измерения барионных акустических осцилляций — своего рода «отголоски» Большого взрыва — указывали на возможность изменения темной энергии. Недавнее исследование предоставило наиболее весомые на текущий момент свидетельства этой гипотезы и выявило конкретный источник погрешности в предыдущих вычислениях.

Астрономы выяснили, что сверхновые типа Ia, которые ранее использовались как эталонные объекты для определения расстояний во Вселенной, демонстрируют значительную зависимость от возраста звезд, давших им начало. Результаты опубликованы в журнале Місячні повідомлення Королівського астрономічного товариства .

Анализ данных, полученных по результатам наблюдений за 300 галактиками, содержащими сверхновые, показал, что даже после проведения обычной калибровки яркости, сверхновые, происходящие в молодых звездных системах, выглядят тусклее, а те, что рождаются в старых звездных популяциях, — ярче. Уровень достоверности этого вывода составляет 99,999.

Учитывая, что галактики, расположенные на большем расстоянии, в среднем имеют меньший возраст по сравнению с ближайшими, возникает систематическая погрешность: удаленные сверхновые выглядят менее яркими и, как следствие, кажутся более удаленными, чем они есть в действительности, что порождает впечатление ускоренного расширения.

Разработан новый метод, позволяющий устранить возрастное смещение. Применение этого метода к данным, полученным при наблюдении сверхновых, привело к тому, что наблюдения перестали соответствовать стандартной модели ΛCDM, которая предполагает ускорение. Вместо этого скорректированные данные продемонстрировали полное соответствие модели, основанной на независимых измерениях барионных акустических осцилляций (BAO) и реликтового излучения (CMB).

Объединение данных от трех источников — скорректированных сверхновых, BAO и CMB — позволило исключить стандартную модель ΛCDM с высокой степенью статистической достоверности. Результаты комплексного анализа свидетельствуют о том, что темная энергия теряет свою интенсивность с течением времени, и Вселенная перестала ускоряться, перейдя к фазе замедленного расширения. Данное заключение также может способствовать разрешению «проблемы Хаббла» — расхождению в оценках скорости расширения Вселенной, полученных различными методами.

Возможно, ускоренное расширение Вселенной – это не базовое свойство космоса, а результат систематической погрешности в измерениях, которая была не учтена до сих пор. Соответственно, темная энергия, вероятно, не является постоянной величиной, а ее интенсивность уменьшается с течением времени.

В случае, если результаты исследований окажутся верными, это повлечет за собой изменение основных представлений в космологии и станет началом нового этапа в осмыслении прошлого и будущего нашей Вселенной. Дополнительные наблюдения, проводимые с использованием современных инструментов, например, Обсерватории имени Веры Рубин, позволят получить больше информации для проверки данной гипотезы.