Venäjän tiedeakatemian teoreettisen fysiikan instituutin kosmologit ja fyysikot ovat ehdottaneet, että maailmankaikkeuden laajenemisnopeuden eroavuudet, jotka lasketaan supernoovan räjähdyksistä ja Ison räjähdyksen "kaikuista", voidaan selittää sillä, että tumma energia on epävakaa ja muuttuu vähitellen tummaksi aineeksi lehdessä julkaistun artikkelin mukaan. MNRAS.
”Jos Einstein on 100% oikeassa, niin tumma energia on muuttumaton ja ikuinen. Mutta entä jos hän vain sanoo, 99,99% oikeassa? Luonnossa on niin paljon tummaa energiaa, että jos jopa pieni osa siitä Suuresta räjähdyksestä kuluneen 14 miljardin vuoden aikana hajosi tunnetuiksi alkuainepartikkeleiksi, mukaan lukien fotonit, se olisi valtava uusi energialähde, joka on hyödyllinen ihmiskunnalle - sanoo Aleksei Starobinsky ITF RAS: sta, jonka sanat instituutin lehdistöpalvelu lainaa.
Universumin tummat teot
Kuuluisa tähtitieteilijä Edwin Hubble todisti jo vuonna 1929, että universumimme ei seiso paikallaan, vaan laajenee vähitellen tarkkaillen galaksien liikettä kaukana meistä. 1900-luvun lopulla astrofysiikit havaitsivat tyypin I supernoovia havainnoidessaan, että se ei laajentunut vakionopeudella, vaan kiihtyvyydellä. Syynä tähän, kuten tutkijat nykyään uskovat, on "tumma energia" - salaperäinen aine, joka vaikuttaa aineeseen eräänlaisena "antigravitaationa".
Nobel-palkinnon saaja Adam Reiss ja tämän ilmiön löytäneet kollegat laskivat kesäkuussa 2016 täsmällisen maailmankaikkeuden laajenemisnopeuden käyttämällä muuttuvia Cepheid-tähtiä läheisissä galakseissa, joiden etäisyys voidaan laskea erittäin korkealla tarkkuudella.
Tämä tarkennus antoi erittäin odottamattoman tuloksen - kävi ilmi, että kaksi galaksia, erotettuna noin 3 miljoonan valovuoden etäisyydellä, hajoaa nopeudella noin 73 kilometriä sekunnissa. Tämä luku on huomattavasti korkeampi kuin WMAP: n ja Planckin kiertävien teleskooppien avulla saatu tieto - 69 kilometriä sekunnissa, eikä sitä voida selittää ideoillamme pimeän energian luonteesta ja maailmankaikkeuden syntymekanismista.
Nämä ristiriidat saivat tutkijat, akateemikko Starobinsky mukaan lukien, pohtimaan kahta mahdollista tapaa selittää tämä poikkeavuus. Toisaalta on täysin mahdollista, että Planckin tai Rieszin ja hänen kollegoidensa mittaukset ovat virheellisiä tai puutteellisia. Toisaalta on melko hyväksyttävää, että tumman aineen tai tumman energian ominaisuudet ovat huomattavasti muuttuneet maailmankaikkeuden elinaikana, mikä voi muuttaa sen laajenemisnopeutta.
Mainosvideo:
Tällaisten muutosten yksinkertaisin ja loogisin vaihtoehto, kuten Starobinsky ja hänen kollegansa ehdottivat, on tumman energian tai tumman aineen epävakaa luonne. Neuvostoliiton tutkijat olivat jo esittäneet samanlaisia ideoita, kuten akateemikko huomauttaa, 1930-luvun puolivälissä, mutta he sitten olettivat, että "tummien" aineiden pitäisi hajoatua näkyviin aineen muotoihin.
Kosmologisen ikuisuuden loppuminen
Nyt venäläiset kosmologit uskovat, että niiden hiukkasten hajoaminen johtaa uusien maailmankaikkeuden "tummien" komponenttien muodostumiseen. Tässä tapauksessa ulkoisiin olosuhteisiin, mukaan lukien maailmankaikkeuden nykyinen laajentumisnopeus, sen ikä ja muut ominaisuudet, ei vaikuta niiden hajoamiseen, vaan vain tumman aineen ja energian sisäiset ominaisuudet, minkä seurauksena maailmankaikkeuden ja sen muiden ominaisuuksien paisumisnopeus riippuu niiden osuuksien suhteesta. maailmankaikkeudessa muuttuu sujuvasti.
Tällaiset hajoamiset, kuten fyysikko selittää, voivat tapahtua kolmella tavalla - "tavallisten" epävakaiden elementtien tuhoutumisen kaltaisen prosessin tuloksena, tumman energian suoraksi muuttumiseksi tummaksi aineeksi ja tumman energian muuntamiseksi "tummaksi säteilyksi" - valopartikkeleiden virtaksi ja ominaiseksi " tummat fotonit, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa näkyvän aineen kanssa.
”Analyysi osoitti, että toinen malli, joka on muita parempaa, antaa mahdollisuuden selittää havaitun maailmankaikkeuden olemassa olevat kosmologiset parametrit ja sen aikaisempi kehitys. Siitä seuraa, että tumman energian puoliintumisaika tämän kanavan läpi on vähintään 17 kertaa maailmankaikkeuden ikä. Toisin sanoen, jos tapahtuu pimeän energian hajoamista tummaksi aineeksi, se menee hyvin hitaasti”, Starobinsky jatkaa.
Sellainen skenaario, kuten tutkija toteaa, kuvaa hyvin Riessin ja hänen tiiminsä löytämiä eroja maailmankaikkeuden laajentumisnopeuksissa ja vastaavia tietoja, jotka on saatu BOSS-hankkeen puitteissa, jonka tavoitteena on etsiä ison räjähdyksen jälkiä galaksien jakautumisessa maailmankaikkeudessa.
Jos nämä tiedot vahvistetaan lähitulevaisuudessa, niin niitä voidaan pitää Starobinskyn ja hänen kollegoidensa mallin vahvistuksena ja ensimmäisenä todisteena siitä, että tumma aine ei ole vakio ja vakaa, kuten normaalissa kosmologisessa mallissa oletetaan.