Расширение Вселенной: ученые обнаружили потенциальную необходимость изменения парадигмы в космологии

В новом исследовании утверждается, что расширение Вселенной может не ускоряться, как считалось ранее, а наоборот, замедляться.

Об этом сообщает блог Новости о науке со ссылкой на пресс-релиз Королевского астрономического общества.

Выводы ученых из Университета Йонсей в Южной Корее, которые исправляют предыдущую погрешность относительно возраста сверхновых, также свидетельствуют о том, что темная энергия не является статичной, а эволюционирует со временем, что, по мнению исследователей, помогает объяснить противоречивые данные относительно прошлых наблюдений нашей Вселенной.

Исследовательская группа утверждает, что будущее подтверждение их результатов может открыть совершенно новую страницу в поисках истинной природы темной энергии, способствуя решению противоречивой проблемы «напряженности Хаббла» и помогая ученым лучше понять «прошлое и будущее Вселенной».

«Наше исследование показывает, что Вселенная уже вошла в фазу замедленного расширения в нынешнюю эпоху и что темная энергия эволюционирует со временем гораздо быстрее, чем считалось ранее. Если эти результаты подтвердятся, это станет значительным изменением парадигмы в космологии со времени открытия темной энергии 27 лет назад», - отметил ведущий автор исследования, профессор Йонг-Вук Ли из Университета Йонсей.

Ранние космологические модели предполагали, что первоначальное быстрое расширение Вселенной, которое произошло примерно 13,8 миллиарда лет назад, сразу после Большого взрыва, начало замедляться из-за гравитации. Однако исследование 1998 года, за которое была присуждена Нобелевская премия 2011 года, показало, что расширение Вселенной начало ускоряться примерно через 9 миллиардов лет после Большого взрыва под влиянием того, что астрономы позже назвали темной энергией.

Спустя почти три десятилетия после этого открытия природа темной энергии, которая, по моделям, составляет около 70 процентов Вселенной, остается космологической загадкой. Еще одна нерешенная проблема, известная как «напряженность Хаббла» из-за противоречивых данных о скорости расширения Вселенной, измеренных различными способами, добавляет хлопот.

Первоначальные оценки ускорения расширения Вселенной основывались на так называемых сверхновых типа Ia. Поскольку астрономы ранее считали, что понимают жизненный цикл этих сверхновых, их часто использовали в качестве «стандартных свечей» Вселенной для расчета ее возраста.

В новом исследовании ученые измерили свет из галактик-хозяев около 300 сверхновых типа Ia.

После стандартизации яркости результатов исследовательская группа обнаружила, что более близкие сверхновые из младших звездных популяций выглядели «систематически тусклее», тогда как сверхновые из более старых, удаленных популяций выглядели стабильно ярче.

Фактически, анализ показал, что яркость сверхновых уменьшалась с возрастом. Дальнейший анализ подтвердил полученные данные с уровнем достоверности 99,999%. Команда предполагает, что это неожиданное затемнение удаленных сверхновых вызвано «космологическими эффектами» и эффектами звездной астрофизики.

В выводах исследования команда заявила, что их скорректированные данные о сверхновых больше не соответствуют стандартной космологической модели ΛCDM, которая включает космологическую константу.

Команда проверила скорректированные по возрасту расстояния до сверхновых с помощью независимых результатов «стандартной линейки» из проекта «Спектроскопический инструмент темной энергии» (DESI) по модели, основанной на барионных акустических колебаниях (BAO) — фактически звуке Большого взрыва – и данных о космическом микроволновом фоновом излучении (CMB).

После проведения сравнения, откорректированные данные о сверхновых и результаты, полученные исключительно с помощью BAO+CMB, указывают на то, что темная энергия ослабевает и значительно эволюционирует со временем.

Что еще более важно, как заявили исследователи, когда скорректированные данные о сверхновых были объединены с результатами BAO и CMB, стандартная модель космологии была исключена с подавляющим значением.

По их словам, этот комбинированный анализ указывает, что Вселенная сейчас не ускоряется, как считалось ранее, а уже перешла в состояние замедленного расширения.

Для подтверждения своих выводов, команда надеется использовать данные наблюдений от обсерватории Веры Рубин в Чили, которая должна полноценно заработать в течение следующего года. Имея самую мощную в мире цифровую камеру, она откроет более 20 000 сверхновых в течение следующих пяти лет.

И измерения этих новооткрытых сверхновых позволят провести гораздо более надежное и окончательное испытание космологии сверхновых.

В рамках дальнейших усилий по подтверждению своих результатов команда Университета Йонсей уже начала серию тестов, которые они называют «без эволюции». Эти тесты предусматривают ограничение наблюдений на сверхновые типа Ia в молодых, однолетних галактиках-хозяйках во всем диапазоне красного смещения. По словам ученых, эффективно фиксируя возраст звездных популяций, их новое исследование устраняет «именно тот эффект», который может давать ложные данные об ускорении космической экспансии.

Результаты исследования были опубликованы 6 ноября в научном журнале «Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества».