Доказательства существования тёмной энергии подвергли сомнению

Учёные из Оксфордского университета (Великобритания) изучили данные по скорости удаления от Земли 740 сверхновых и пришли к выводу, что они ставят под сомнение общепринятую гипотезу о существовании тёмной энергии. Если доводы астрономов подтвердятся, они могут сильно изменить существующие представления об устройстве Вселенной. Соответствующая статья опубликована в журнале Scientific Reports.

В конце 1998 года было обнаружено, что в самых далёких галактиках сверхновые типа Ia имеют яркость ниже той, которая им полагается. Этот тип сверхновых называют стандартными свечами космологии. Перед взрывом их масса почти всегда одинакова, поэтому неизменна и энергия взрыва. Оценивая расстояние до него и сравнивая с красным смещением света от вспышки, можно достоверно вычислить дистанцию до таких объектов. Тем не менее в самых дальних галактиках сделать этого не получалось: по каким-то причинам для наблюдавшегося красного смещения светимость стандартных свеч оказалась нестандартно слабой.

Расчёты показали, что это могло бы произойти, если в прошлом (ещё 7—8 миллиардов лет назад) Вселенная расширялась с меньшей скоростью, чем сейчас. Отсюда возник вопрос: откуда берётся энергия, которая со временем наращивает скорость расширения Вселенной? Был сделан вывод, что существует некая тёмная энергия, расталкивающая пространство и время во все стороны.

Чтобы объяснить наблюдавшийся рост скорости расширения, этой тёмной энергии должно быть втрое больше, чем всего остального, включая как тёмную, так и обычную материю. Из факта существования и доминирования в нашем континууме тёмной энергии вытекал ряд важнейших космологических последствий. Например, если Вселенная расширяется с ускорением, то рано или поздно со звёздного неба начнут исчезать самые далёкие галактики, а потом и более близкие. Со временем в теории с небосвода могут исчезнуть вообще все звёзды. За открытие ускорения расширения Вселенной его авторам была дана Нобелевская премия по физике 2011 года.

Теперь британские исследователи решили проверить, насколько сверхновые действительно указывают на ускоряющееся расширение мироздания. Они взяли данные по яркости и красному смещению для 740 вспышек сверхновых. Это в десять с лишним раз больше, чем использовали первооткрыватели ускоряющегося расширения в 1998 году. Согласно обновлённым расчётам, на этой выборке вероятность реальности ускоряющегося расширения Вселенной не превышает трёх сигм или примерно 99,73 процента. Хотя для бытовых целей это очень большая величина, в физике такая вероятность недостаточна. Ранее считалось, что ускоряющееся расширение имеет вероятность не ниже пяти сигм, или более 99,9999426697 процента. События с вероятностью меньше этого в физике не считаются достоверно открытыми. С формальной точки зрения новая работа утверждает, что тёмная энергия является гипотезой, недостаточно подкреплённой наблюдательными данными.

Исследователи напоминают, что в начале этого года на Большом адронном коллайдере заподозрили существовании тяжёлой частицы в 750 гигаэлектронвольт и её вероятность определили в 3,9 сигмы. По поводу новой гипотетической частицы успели написать более 500 теоретических работ, пока не выяснилось, что её не существует. Оксфордцы отмечают, что с тёмной материей могло произойти то же самое, только в куда больших масштабах. Остальные доказательства существования тёмной материи, например интерпретация наблюдений за космическим микроволновым излучением, во многом также недостаточно достоверны.

Они опираются на предположения о том, что Вселенная однородна, а материя в ней в общем случае ведёт себя как так называемый идеальный газ. На практике, как выяснилось в последние годы, она не вполне однородна, да и материя в ней по своему поведению далека от идеального газа. Как уже сообщал Лайф, гипотезу тёмной материи также подвергли серьёзной критике физики Николай Горькавый и Сергей Васильков, предложившие совершенно необычное объяснение явлениям, ранее приписывавшимся влиянию тёмной материи. Их работа вызвала серьёзную дискуссию в научном сообществе, которая всё ещё продолжается.