Данные Dark Energy Spectroscopic Instrument показали, что космологическая постоянная за время существования Вселенной постепенно меняется. Это значит, что она не совсем постоянная, а еще со значительной вероятностью исключает гипотезу о том, что источник этой «постоянной» — вакуум.
Обсерватория на горе Китт-Пик в Аризоне. Ее четырехметровый телескоп и пять тысяч подключенных к нему спектрометров стали основой вывода об изменяемости космологической константы / © Wikimedia Commons
Современная космология определяется уравнениями теории относительности Эйнштейна. Когда физик создавал свою теорию, он заметил, что эти уравнения не имеют такого решения, при котором Вселенная статична. В ту эпоху ученым казалось, что Вселенная статична. Поэтому, чтобы такое решение появилось, Эйнштейн ввел в уравнение так называемый лямбда-член — постоянную, с которой статичность обеспечивалась.
В 1924 году советский ученый-метеоролог Александр Фридман показал, что Вселенная нестатична, то есть расширяется. Эйнштейн сперва пытался критиковать Фридмана, затем признал свою ошибку и к началу 1930-х с трудом, но согласился с мыслью о расширении Вселенной. После этого он назвал лямбда-член своей величайшей ошибкой.
Однако в 1998 году из наблюдений за далекими сверхновыми неожиданно выяснилось, что Эйнштейн все же не ошибался: хотя мироздание нестатично, оно расширяется с ускорением. Это ускорение нельзя совместить с уравнениями Эйнштейна без введения туда лямбда-члена — правда, уже с другим значением. Эту величину принято называть космологической постоянной.
Работы коллаборации ученых Dark Energy Spectroscopic Instrument (по названию одноименного инструмента) придали этой истории новый оборот. Исследователи проанализировали красное смещение миллиона галактик. Их данные указывают, что с вероятностью в 3,5 сигмы лямбда-член в ранней Вселенной несколько отличался количественно от современного.
Между тем наиболее популярной у многих физиков-инфляционистов гипотезой о природе космологической постоянной было так называемое расталкивающее влияние вакуума, пустого пространства (или отрицательное давление вакуума). При таком сценарии лямбда-член должен быть строго неизменным, поскольку свойства вакуума не меняются. Новый результат не имеет значимости в пять сигм, когда можно уверенно говорить о «закрытии» отрицательного давления вакуума, но сравнительно близок к этому.
Поэтому на следующем этапе физикам-теоретикам придется предложить другое объяснение темной энергии, то есть ускоренному расширению Вселенной. Раз его причина не в вакууме, должны быть какие-то другие объяснения. К сожалению, на современном этапе развития физики количество теорий о темной энергии столь велико, что и с новыми данными между ними придется выбирать еще долго.
Физики-инфляционисты разработали буквально многие сотни разных моделей Вселенной (и это консервативная оценка). Во многих из них темная энергия не связана с вакуумом. Другое дело, что имеющиеся гипотезы инфляции достаточно сложно подтвердить или опровергнуть на практике: из-за обилия моделей Вселенной в них количество предсказаний, которые делают такие модели, очень велико, а какие-то из этих предсказаний просто в силу многочисленности всегда будут совпадать с наблюдениями.
Кроме того, существует альтернативный подход к проблеме: циклическая космология Вселенной, наиболее современный вариант которой представлен в теории Николая Горькавого. По ней космологическую постоянную еще в 2018 году объявили переменной. Так получается, поскольку в циклической космологии Горькавого эта «постоянная» обратно пропорциональна радиусу Вселенной. Соответственно, по мере ее расширения ускорение этого расширения должно падать, что соответствует новым данным Dark Energy Spectroscopic Instrument.
Если верен этот сценарий, в будущем разлет Вселенной во все стороны остановится, после чего начнется ее обратное сжатие. Согласно расчетам, таких циклов расширения — сжатия было очень (хотя и не бесконечно) много, и в будущем их количество тоже окажется велико.
Комментарии
Я знаю ,что ничего не Знаю! Но о чем то догадываюсь! Хотя бы так,нас всех учили по немного и продолжают так учить!
Хватит форсить Горькавского! Это обычная псевдонаучная гипотеза, противоречащая известным фактам, и основывается на огромном числе допущений, обосновыаать которые Горькавский решил ниже своего достоинства.
alexey, ваше мнение по вопросу адекватности той или иной научной теории имеет значение только в одном случае: если вы приводите какие-то конкретные аргументы против такой теории.
Но поскольку вы таких аргументов против теории Горькавого не приводит, ваше мнение по этому вопросу имеет нулевой вес, увы.
Кстати, ваш тезис "основывается на огромном числе допущений, обосновыаать которые Горькавский решил ниже своего достоинства" -- неверен (что легко можно видеть в его монографии по вопросу https://bsa-analytics.prao.ru/nik/oscillating_universe5.pdf ), и именно поэтому вы не приводите ни единого конкретного примера таких допущений.
Теория о пульсирующей Вселенной интересная на первый взгляд, но объясните мне пожалуйста, как представить процесс когда расширение Вселенной сменится сжатием? Это что, свет должен в обратную сторону пойти? Или время вспять обернуться? По моему эта идея о сжимающейся Вселенной явная нелепица.
Пётр, пространство-время начнет сжиматься. Расстояния между объектами начнут становиться меньше. Движения луча света вспять не будет.
Валентина, вы видимо не понимаете, почему наблюдаемая часть Вселенной расширяется. Расширение наблюдаемой части Вселенной это не разбегание галактик, это процесс распространения области наблюдения и фундаментального взаимодействия, распространяющегося от момента рождения нынешней Вселенной вместе с её электро-магнитным излучением - светом. Если описать это упрощённо - расширение Вселенной происходит синхронно с распространением света из каждой её точки пространства, даже оттуда, откуда свет до нас ещё не долетел. Поэтому сжатие Вселенной невозможно даже себе представить. Вселенная это не шарик, который можно надуть и сдуть. Для Вселенной нет полноценной модели взятой из нашего быта. Меньше слушайте популяризатора науки Сурдина и внимательнее слушайте доктора физико-математических наук Семихатова. Пишу вам с уважением и надеюсь на то, что вы всё корректно поймёте по теме вопроса!
Пётр, вселенная ведь не обязана соответствовать нашим представлениям о прекрасном. Или тому что мы можем или не можем вообразить. Она просто существует и все. Хотя и это не точно (гипотеза симуляции)
Иван, Вселенная естественно живёт не по нашим законам, но её законы исполняются с высочайшей точностью особенно закон сохранения массы, энергии, импульса! И в отличии от законов юридических, законы природы нельзя обойти или обмануть! И ещё они имеют свою логику и точный расчёт! Хочешь понять динамику эволюции во Вселенной - научись понимать её процессы, их логику и математический расчёт.
Пётр, законы юридические в отличии от природных нам известны.
И., естественно, что мы всего знать о Вселенной не можем. Правда отмечу, что законы природы не столь уж и многочисленны, в отличии от теорий. Но все теории и все законы подчинены одному главному закону природы - закону сохранения массы, энергии, импульса в замкнутых системах!