Ще недавно здавалося, що астрономи можуть опинитися на порозі серйозної кризи. Нове дослідження поставило під сумнів одну з фундаментальних ідей сучасної космології: можливо, Всесвіт уже не розширюється з прискоренням, а почав сповільнюватися.
Якби це підтвердилося, довелося б переглядати наше уявлення про темну енергію — загадковий компонент Всесвіту, який пов’язують із його прискореним розширенням. Але тепер міжнародна команда астрофізиків заявляє: підстав для такої революції немає.
Всесвіт усе ще прискорюється
Дослідники спростували висновки торішньої роботи південнокорейської команди, яка припустила, що темна енергія може слабшати з часом. Нова робота, опублікована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, стверджує, що ключові спостереження, на яких ґрунтується стандартна космологічна модель, залишаються надійними.
Тобто картина поки що не змінилася: Всесвіт продовжує розширюватися з прискоренням. Але це зовсім не означає, що головну загадку розгадано. Навпаки — тепер ученим знову доводиться відповідати на питання, яке десятиліттями не дає їм спокою: що таке темна енергія і чому вона змушує простір розширюватися дедалі швидше?
Усе почалося із вибухів зірок
Важливу роль у цій історії відіграють наднові типу Ia — надзвичайно яскраві вибухи білих карликів. Саме спостереження таких об’єктів допомогли астрономам зрозуміти, що далекі галактики віддаляються від нас не просто через розширення Всесвіту. Швидкість цього розширення, схоже, збільшується з часом.
За цю роботу Адам Рісс, Браян Шмідт і Сол Перлмуттер отримали Нобелівську премію з фізики у 2011 році. Їхні результати стали одним із фундаментів сучасної космології. Але минулого року з’явилася робота, яка поставила під сумнів саме цей метод.
А якщо наднові були не такими яскравими?
Ідея була доволі хитрою. Астрономи використовують наднові типу Ia як своєрідні «стандартні свічки» — об’єкти, за якими можна оцінювати космічні відстані. Але що, якщо їхня максимальна яскравість змінювалася протягом історії Всесвіту?
Тоді далека наднова могла б здаватися слабшою не через величезну відстань, а через зміну властивостей самого вибуху. У такому випадку астрономи могли б неправильно оцінити відстань і зробити помилковий висновок про прискорення Всесвіту. Саме на цій ідеї базувалося торішнє дослідження.
Вчені знайшли слабке місце
Нова команда вважає, що проблема виникла через те, як оцінювали вік зірок, які стали надновими. Попереднє дослідження фактично прирівняло вік галактики до віку конкретної зорі, яка згодом вибухнула. Але це не одне й те саме. Галактика може містити зорі, сформовані в різні епохи. Тому її загальний вік не обов’язково говорить, скільки років було саме тій зорі, яка стала надновою.
Дослідники також вказали на інший важливий момент — масу галактик, у яких відбуваються вибухи. Такі характеристики вже враховують у сучасних космологічних розрахунках, оскільки середовище, у якому живе зоря, може впливати на властивості наднової. Після врахування цих факторів доказів прискореного розширення, за словами команди, знову стало достатньо.
«Космологічної кризи» не сталося
До команди дослідників увійшли й Нобелівські лауреати Адам Рісс та Браян Шмідт. За їхніми словами, повторна перевірка показала, що попередні вимірювання були коректними, а стандартне пояснення прискореного розширення Всесвіту залишається стійким. Це не означає, що темна енергія тепер стала зрозумілою.
Навпаки, вчені фактично повернулися до головного питання: якщо прискорення реальне, то що його спричиняє? Темна енергія залишається лише назвою для явища, природу якого фізики досі не можуть пояснити остаточно.
Але навіть помилкова гіпотеза принесла користь
Наука в цьому випадку показала свою сильну сторону. Нове дослідження не просто заявило, що попередні висновки були неправильними. Воно змусило вчених ще раз перевірити припущення, які давно вважалися надійними. І в результаті вони отримали краще розуміння того, як саме вибухають наднові та які фактори можуть впливати на космологічні вимірювання. Тож гучна «криза» закінчилася не крахом сучасної космології, а черговою перевіркою її фундаментів.
Всесвіт, схоже, все ще розширюється з прискоренням. Але найцікавіше питання залишається відкритим: що саме штовхає його вперед?
І поки фізики не знайдуть відповідь на це питання, темна енергія залишатиметься однією з найбільших загадок сучасної науки.
