Предложена модель развития Вселенной без темной энергии
Загадочной «темной энергии», на долю которой должна приходиться значительная часть Вселенной, на самом деле не существует вовсе. К такому заключению пришла американо-венгерская группа космологов, опубликовавшая свое видение проблемы в ежемесячном журнале Королевского астрономического общества.
Наша Вселенная образовалась в результате Большого Взрыва 13,8 млрд лет назад и с тех пор расширяется. Ключевым доказательством расширения является закон Хаббла: скорость «разбегания» галактик тем больше, чем больше расстояние до них. Или, выражаясь чуть научней, красное смещение галактики пропорционально расстоянию до нее. Закон был сформулирован еще в 1920-х годах на основе наблюдений, с ним не поспоришь.
Во второй половине XX века астрономы в поисках объяснений наблюдаемого движения небесных тел, предложили концепцию «темной материи» - практически не взаимодействующей с другими элементами мироздания и потому неощутимой. В последние четверть века наблюдения за взрывами сверхновых типа Ia, светимость которых признается эталонной, привели к выводу, что их красное смещение не соответствует тому, что должно наблюдаться по закону Хаббла. Вселенная оказалась не просто расширяющейся, но расширяющейся с ускорением. Чтобы объяснить этот феномен была введена темная энергия, такая же невидимая и неосязаемая. По современным взглядам, доля темной энергии во Вселенной составляет около 68%, 27% от общей массы приходится на долю темной материи, ну, а привычная нам обычная материя составляет немногим менее 5%.
В новой работе исследователи во главе с аспирантом Габором Рацем (G?bor R?cz) из будапештского университета им. Лорана Этвеша предлагают новое объяснение имеющихся фактов. Они утверждают, что принятые на сегодня космологические модели игнорируют структуру материи, приписывая ей равномерную плотность.
Используя компьютерное моделирование влияния гравитации на распределение частиц темной материи, ученые смогли реконструировать эволюцию Вселенной, включая формирование крупномасштабных структур. В отличие от обычного моделирования, при котором Вселенная расширяется плавно, принятие во внимание космических структур привело к построению модели, в которой разные участки космического пространства расширяются с разной скоростью, хотя в среднем ускорение расширения соответствует данным наблюдений.
«Уравнения общей теории относительности Эйнштейна, описывающие расширение Вселенной настолько сложны математически, что за сто лет не были предложены никакие решения, учитывающие влияние космических структур. По наблюдениям сверхновых мы точно знаем, что Вселенная расширяется с ускорением, но, в то же время, полагаемся на грубые аппроксимации в уравнениях Эйнштейна, которые могут вызвать серьезные побочные эффекты, такие как появление темной энергии для соответствия результатам наблюдений, - объясняет соавтор статьи доктор Ласло Добош (L?szl? Dobos) из того же университета. Общая теория относительности - фундамент понимания пути развития Вселенной. Мы не ставим ее под сомнение, мы сомневаемся в приближенных решениях. Наши выводы основаны на математической гипотезе, которая рассматривает дифференциальное расширение пространства в соответствии с ОТО, и они показывают как образование сложных структур материи влияет на это расширение. Эти вопросы ранее не пользовались популярностью, но, принимая их во внимание, можно объяснить ускорение в расширении Вселенной без привлечения темной энергии».
Небольшая анимация, показывающая расширение Вселенной в рамках трех космологических моделей. Вверху справа налево показаны общепринятая сейчас модель (красный цвет) с темной энергией, модель коллаборации Avera (описываемая в материале, синий) и модель Эйнштейна-де Ситтера (зеленый цвет), также без темной энергии. Внизу показан рост масштабного коэффициента трех моделей.
