Объявление ученых несколько дней назад о том, что они видят, что Вселенная расширяется быстрее, чем ожидалось, со скоростью примерно на 9% быстрее, чем теоретически предсказано, вызвало новые опасения в научном сообществе.
Астрономы, физики и космологи осознают, что что-то не так с их теориями о том, как «устроен» мир, и поэтому им нужна новая Физика, способная лучше объяснить происходящее во Вселенной. Проблема известна давно, но сейчас срочно ищу ответ.
Новое заявление нобелевского лауреата, американского профессора физики и астрономии Адама Риса из Университета Джона Хопкинса, который подтверждает самое быстрое расширение Вселенной, но пока не может дать объяснение этой загадке, послужило «тревожный звоночек» для ученых.
Риз разделил Нобелевскую премию по физике 2011 года с Брайаном Шмидтом и Солом Перлмуттером именно потому, что они первыми показали в конце 1990-х годов, что расширение Вселенной не только существует, но и - для некоторых темная' причина- и ускорение.
Вселенная постоянно растет и пространство между галактиками «переполняется». Скорость расширения Вселенной называется «постоянной Хаббла», потому что явление космического расширения впервые наблюдал американский астроном Эдвин Хаббл в 1929 году.
Новый, более точный расчет постоянной командой Риза был сделан главным образом с помощью наблюдений космического телескопа Хаббл за 70 переменными звездами в Большом Магеллановом Облаке, нашей собственной галактике-спутнике. Яркость рассматриваемых звезд (цефеиды) колеблется с предсказуемой скоростью, что делает их полезными для создания шкалы для расчета космических расстояний (в дальнейшем помогает изучение света взрывов сверхновых).
Расчетная скорость расширения Вселенной составляет около 74,03 километра в секунду на мегапарсек (мегапарсек равен примерно 3,26 миллиона световых лет). Это означает, что на каждые 3,3 миллиона световых лет, которые галактика отдаляет от Земли, кажется, что она удаляется от нас со скоростью 74 километра в секунду быстрее.
Неопределенность нового числа оценивается всего в 1,9% по сравнению с 10% в 2001 году и 5% в 2009 году, а вероятность ошибки оценивается всего в один шанс на 100 000. Большая проблема заключается в том, что ожидаемое расширение Вселенной должно составлять 67,4 километра в секунду на мегапарсек, основываясь на достоверных наблюдениях европейского спутника «Планк» за космическим микроволновым фоновым излучением, то есть светом, оставшимся от первоначального «Большого взрыва» (Большой взрыв) о сотворении Вселенной 13,82 миллиарда лет назад. Как будто ранняя Вселенная вела себя иначе, чем сегодня.
Как сказал Рис, «это не просто две разные метрики, мы в конечном счете измеряем что-то принципиально другое. Одно измерение касается того, насколько быстро расширяется Вселенная, какой мы ее видим. Другой - это предсказание, основанное на физике ранней Вселенной и измерениях того, насколько быстро она должна была расширяться. Если два измерения не согласуются, то существует очень серьезная вероятность того, что чего-то не хватает в космологической модели, связывающей две эпохи».
Таинственная темная энергия
Так называемая темная энергия, которая, как считается, составляет около 70% массы-энергии Вселенной, считается ответственной за ускоренное расширение Вселенной. Она называется темной просто потому, что никто не знает, что это такое, как в случае с так называемой темной материей.
Ученые предполагают, что темная энергия - чем бы она ни была - существовала уже с первых секунд рождения Вселенной и с самого начала начала подталкивать материю к расширению. Предполагается, что эта же энергия отвечает за ускоренное расширение, действуя как своего рода космическая антигравитация. По оценкам, под влиянием темной энергии Вселенная удваивается в размерах каждые десять миллиардов лет без какой-либо известной цели (если таковая имеется).
«Если мы хотим серьезно относиться к космологии, мы должны серьезно отнестись к этой проблеме», - сказала The New York Times физик Гарвардского университета Лиза Рэндалл.
Среди предложенных альтернативных объяснений есть «темное излучение» от предполагаемой субатомной частицы - возможно, неизвестного до сих пор типа нейтрино в дополнение к трем обнаруженным, - которые движутся почти со скоростью света.. Или возможность того, что темная материя (невидимая форма материи, не состоящая из протонов, нейтронов и электронов) сильнее взаимодействует с обычной материей и излучением, чем предполагалось до сих пор.
Но ни одно из предложенных объяснений не получило реального доверия и не было подтверждено. «Мы в замешательстве, и мы надеемся, что это замешательство приведет к чему-то хорошему», - стоически заявил космолог-ветеран Майкл Тернер из Чикагского университета.
Если тёмная энергия продолжит свой «галоп» с нынешним темпом, то она проецирует на горизонт кошмарный экзистенциальный сценарий: однажды в будущем всё уйдёт так далеко от Земли, что в небе ничего не будет видно. Земля и все остальные планеты будут жить в абсолютной темноте.
Хуже того, атомы и субатомные частицы могут однажды раствориться изнутри, разорвав все связи материи, так что больше не будет ни Земли, ни вселенной в материальной форме (окончательный космический сценарий конца света).
Однако, если темная энергия со временем показывает взлеты и падения, так что в будущем она может быть "заторможена", то можно надеяться на более оптимистичное будущее для человечества и его планеты.