Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 27.06.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Объяснение ускоренного расширения Вселенной без участия тёмной энегрии

shortstoryf

Загадочная тёмная энергия, которая, как сейчас считается, наполняет 68 процентов Вселенной, может не существовать вообще, согласно исследованиям венгерско-американской группы. Учёные полагают, что стандартные модели Вселенной не могут полностью объяснить её изменяющуюся структуру, а, когда всё это будет объяснено, то потребность в тёмной энергии исчезнет. Эти исследования были опубликованы в ежемесячном издании Королевского Астрономического Общества.

Наша Вселенная была сформирована в результате Большого Взрыва приблизительно 13.8 миллиарда лет назад. С тех пор, как сейчас установлена, она постоянно расширяется. Главным доказательством такого расширения является закон Хаббла, который был выведен на основе наблюдений за галактиками и гласит, что в среднем, скорость, с которой галактика улетает от нас, пропорциональна расстоянию до неё.

Астрономы измеряют эту скорость разбегания, анализируя лини в электромагнитном спектре галактик, которые сдвигаются ближе к красному цвету по мере удаления объекта от нас. С 20-х годов прошлого века создание карты скорости галактик подтолкнуло учёных прийти к заключению, что вся Вселенная расширяется, и что она начала свою жизнь как ничтожно малая точка. Во второй половине XX века учёные нашли доказательства присутствия невидимой тёмной материи, когда поняли, что необходимо что-то ещё, какое-то дополнение, чтобы объяснить движение звёзд в галактиках. Теперь считается, что тёмная материя составляет примерно 27 процентов всего состава Вселенной. Это очень сильно контрастирует с обычной материей, которая составляет всего пять процентов общего содержания Вселенной.

Наблюдения за взрывами белых карликов в двойных звёздных системах показали существование сверхновых типа Ia, благодаря чему в 90-х годах учёным удалось прийти к заключению, что третий компонент, тёмная энергия, составляет 68 процентов всего космического пространства и ответственна за присутствие ускорения при расширении Вселенной.

В новой работе исследователи из венгерского университета подвергают сомнению существование тёмной энергии и предлагают альтернативное объяснение. Они утверждают, что стандартные модели космологии (науки о происхождении и развитии Вселенной), которые опираются на приближения, игнорирующие её структуру и распределение материи, должны обладать универсальной плотностью.

«Уравнения Эйнштейна в общей теории относительности, которые описывают расширение Вселенной, так сложны математически, что в течение ста лет не было предложено никакого решения, объясняющего эффекты космических структур. Благодаря очень точным наблюдениям сверхновых звёзд мы знаем, что Вселенная расширяется с ускорением, но одновременно мы полагаемся на большие допущения в уравнениях Эйнштейна, которые могут привести к серьёзным побочным эффектам. К таким эффектам можно отнести потребность в тёмной энергии в моделях для того, чтобы соответствовать данным наблюдений».

На практике получается так, что нормальная и тёмная материя заполняют собой Вселенную структурой, подобной пене, в которой галактики расположены на тонких стенках между пузырями и сгруппированы в сверхскопления. Внутренности пузырей контрастируют со стенками — они почти пусты и не содержат эти два вида материи. Используя компьютерное моделирование, чтобы оценить эффект гравитационной силы на распределение миллионов частиц тёмной материи, учёные восстановили развитие Вселенной, включая ранее объединение в группы и формирование крупномасштабных структур.

Тёмная энергия

Кадр из анимационного ролика, который показывает расширение вселенной при стандартной общепринятой космологии лямбда-CDM (CDM — холодная тёмная материя). В левой верхней панели показано расширение с присутствием тёмной энергии, вверху посередине показана модель, описанная в данной статье, которая рассматривает структуру Вселенной и избавляет от необходимости существования тёмной энергии, справа вверху показано расширение при использовании первоначальной модели без тёмной энергии, так называемая модель де Ситтера. Панель внизу показывает увеличение масштабного коэффициента (индикатора относительного размера) как функцию от времени, где 1Gya соответствует одному миллиарду лет. Рост структуры можно наблюдать и на верхних панелях. Одна точка представляет скопление галактик целиком. Масштаб в мегапарсеках Mpc, где один мегапарсек равен примерно 3 миллионам миллионов миллионов километров. Источник: István Csabai et al.

В отличие от стандартного моделирования с гладко расширяющейся Вселенной, принимая во внимание пузырчатую структуру можно прийти к модели, в которой различные области космоса расширяются с разным ускорением. Средняя скорость расширения согласуется с существующими наблюдениями, которые говорят только об общем ускорении.

«Общая теория относительности — основной принцип в понимании пути, при помощи которого Вселенная развивается. Мы не подвергаем сомнению её истинность, мы подвергаем сомнению истинность её приближений. Наши результаты полагаются на математические предположения, которые разрешают дифференциальное расширение пространства, соответствующего общей теории. Также, они показывают то, как формирование сложных структур материи влияет на расширение. Эти проблемы ранее были спрятаны, поэтому, принятие их во внимание может объяснить ускорение Вселенной без потребности в тёмной энергии».

Если эта теория будет поддержана, она может оказать существенное влияние на модели Вселенной и будущие направления в астрофизике. В течение прошлых 20 лет астрономы и физики-теоретики размышляли о природе тёмной энергии, но она до сих пор остаётся тайной.

По информации Королевского Астрономического Общества.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google