Запропоновано модель розвитку Всесвіту без темної енергії

Автори вважають, що для пояснення результатів спостережень досить точніше сформулювати математичну модель.

Загадкової «темної енергії», на частку якої повинна припадати значна частина Всесвіту, насправді не існує зовсім. До такого висновку прийшла американо-угорська група космологів, що опублікувала своє бачення проблеми в щомісячному журналіКоролівського астрономічного товариства.

Наш Всесвіт утворився в результаті Великого Вибуху 13,8 млрд років тому і з тих пір розширюється. Ключовим доказом розширення є закон Хаббла: швидкість «розбігання» галактик тим більше, чим більше відстань до них. Або, висловлюючись трохи науково, червоне зміщення галактики пропорційно відстані до неї. Закон був сформульований ще в 1920-х роках на основі спостережень, з ним не посперечаєшся.

У другій половині XX століття астрономи в пошуках пояснень спостережуваного руху небесних тіл, запропонували концепцію «темної матерії» – практично не взаємодіє з іншими елементами світобудови і тому непомітним. В останні чверть століття спостереження за вибухами наднових типу Ia , світність яких визнається еталонної, привели до висновку, що їх червоне зміщення не відповідає тому, що має спостерігатися за законом Хаббла. Всесвіт виявилася не просто розширюється, але розширюється з прискоренням. Щоб пояснити цей феномен була введена темна енергія, така ж невидима і невловима. За сучасними поглядами, частка темної енергії у Всесвіті становить близько 68%, 27% від загальної маси припадає на частку темної матерії, ну, а звична нам звичайна матерія складає трохи менше 5%.

У новій роботі дослідники на чолі з аспірантом Габором Рацем (Gábor Rácz) з будапештського університету ім. Лорана Етвеша пропонують нове пояснення наявних фактів. Вони стверджують, що прийняті на сьогодні космологічні моделі ігнорують структуру матерії, приписуючи їй рівномірну щільність.

Невелика анімація, що показує розширення Всесвіту в рамках трьох космологічних моделей. Вгорі справа наліво показані загальноприйнята зараз модель (червоний колір) з темною енергією, модель колаборації Avera (описувана в матеріалі, синій) і модель Ейнштейна-де Ситтера (зелений колір), також без темної енергії. Внизу показаний зростання масштабного коефіцієнта трьох моделей.

Використовуючи комп’ютерне моделювання впливу гравітації на розподіл часток темної матерії, вчені змогли реконструювати еволюцію Всесвіту, включаючи формування великомасштабних структур. На відміну від звичайного моделювання, при якому Всесвіт розширюється плавно, прийняття до уваги космічних структур призвело до побудови моделі, в якій різні ділянки космічного простору розширюються з різною швидкістю, хоча в середньому прискорення розширення відповідає даним спостережень.

«Рівняння загальної теорії відносності Ейнштейна, що описують розширення Всесвіту настільки складні математично, що за сто років не було запропоновано жодних рішень, що враховують вплив космічних структур. За спостереженнями наднових ми точно знаємо, що Всесвіт розширюється з прискоренням, але, в той же час, покладаємося на грубі апроксимації в рівняннях Ейнштейна, які можуть викликати серйозні побічні ефекти, такі як поява темної енергії для відповідності результатами спостережень, – пояснює співавтор статті доктор Ласло Добош (László Dobos) з того ж університету. Загальна теорія відносності – фундамент розуміння шляху розвитку Всесвіту. Ми не ставимо її під сумнів, ми сумніваємося в наближених рішеннях. Наші висновки засновані на математичній гіпотезі, яка розглядає диференціальне розширення простору відповідно до ОТО, і вони показують як утворення складних структур матерії впливає на це розширення. Ці питання раніше не користувалися популярністю, але, приймаючи їх до уваги, можна пояснити прискорення в розширенні Всесвіту без залучення темної енергії ».