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. Последние 25 лет наблюдений за взрывами сверхновых типа Ia, светимость которых признается эталонной, привели ученых к выводу, что их красное смещение не соответствует тому, что должно наблюдаться по закону Хаббла. Вселенная оказалась не просто расширяющейся, а расширяющейся с ускорением. Чтобы объяснить этот феномен, был введен термин «темная энергия». По современным представлениям, доля темной энергии во Вселенной составляет около 68%, доля темной материи – 27%, ну а на привычную нам обычную материю приходится чуть менее 5%.

В новой работе исследователи во главе с аспирантом Габором Рацем (Gábor Rácz) из будапештского Университета им. Лорана Этвеша в связи с имеющимися фактами предлагают новое объяснение. 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 (László Dobos). – 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».