Темная энергия, возможно, не существует
А ускоренное расширение - это просто неверная интерпретация наблюдательных данных.
Вот уже сто лет мы знаем, что Вселенная постоянно расширяется. И с 1998 года мы знаем, что Вселенная расширяется ускоренно.
Расширение Вселенной наблюдается нами как красное смещение спектра излучения далеких объектов. И чем дальше объект, тем больше величина красного смещения. Смещение возникает и из-за движения объектов относительно нас (оно может быть и синим, если объект приближается), и из-за растягивания волнового пакета, пока свет движется сквозь расширяющееся пространство. Чем больше удаление, тем большую роль играет второй эффект.
Чем сильнее два объекта, скажем, две галактики, удалены друг от друга в пространстве, тем быстрее они разлетаются. Это выражено в законе Хаббла в виде очень простой формулы: v = Hr, где v - это скорость галактики относительно нас, r - расстояние до нее, а H - постоянная Хаббла, равная примерно 74 км/с на один мегапарсек. Т. е. каждый мегапарсек расстояния, в среднем, прибавляет 74 км/с к скорости взаимного удаления. Для самых далеких известных объектов эта скорость почти сравнивается со скоростью света. Точнее, она была такой 13 млрд лет назад, а сейчас уже давно превысила ее, просто мы не в состоянии это увидеть.
Чем больше скорость удаления объекта от нас, тем сильнее спектр его излучения смещен в красную область. Так теперь и определяют расстояние до удаленных объектов - по величине смещения. Например, говорят про квазар, что он находится на красном смещении z=14. Эта цифра, если грубо, обозначает, во сколько раз увеличилась длина волны, пока свет летел до нас. Можете посмотреть список самых удаленных объектов с красными смещениями и расстояниями.
Расстояния, измеренные по красному смещению должны быть равны расстояниям, измеренным другими способами, - логично. Например, по пиковой яркости сверхновых Ia, которая находится в узком диапазоне и поэтому используется для определения расстояний. Если одна сверхновая вдвое дальше другой сверхновой, то она должна быть вчетверо тусклее и иметь соответствующее красное смещение. Для относительно небольших расстояний все так и работает. Но в 1998 году две группы ученых открыли, что на очень больших расстояниях это не так. Яркость сверхновых перестает линейно зависеть от расстояния, вычисленного по величине красного смещения. Далекие сверхновые тусклее, чем должны быть. Это и интерпретируется, как ускоренное расширение Вселенной из-за наличия некой Темной энергии, количество которой составляет почти 75% от всей энергии Вселенной. Ускорение началось примерно 5 миллиардов лет назад.
Все это было вступление перед самой новостью.
Ученые из Университета Кентербери в Новой Зеландии предложили новое объяснение наличию нелинейной зависимости. Точнее, объяснение уже не новое, его впервые предложил один из авторов еще в 2007 году. А сейчас просто набралось достаточно наблюдательных данных, чтобы проверить его идею с достаточно большой точностью и сравнить, насколько хорошо она предсказывает полученные данные в сравнении с нынешней общепринятой моделью.
Его теория, которая называется Timescape Cosmology, состоит в том, что эффект кажущегося ускорения расширения возникает из-за разной скорости течения времени в больших скоплениях материи - галактических нитях, и в обширных относительно пустых областях между ними - войдах. Это эффект гравитационного замедления времени из Общей теории относительности.
По прикидкам ученых скорость течения времени в галактике внутри войда примерно на 35% выше, чем в галактике внутри галактической нити или листа. Поэтому для света, летящего через войд, проходит на 35% больше времени, чем для света, летящего через галактику внутри нити, вроде Млечного пути.
И данные по 1500 сверхновых показывают, что Timescape Cosmology почти всегда лучше нынешней Модели ΛCDM.
Синяя область на графике - новая модель лучше, красная - старая лучше. По вертикали - величина отношения ошибок в оценке между моделями. По горизонтали - красное смещение. 0 красного смещения означает, что в расчет берется вся совокупность сверхновых: и самые близкие, и самые далекие. При движению по графику вправо из выборки постепенно исключаются сначала самые близкие, а потом и все более отдаленные сверхновые.
Видно, что единственный раз, когда старая ΛCDM модель чуть-чуть лучше Timescape Cosmology - это в районе красного смещения 0,04.
Все это пока не означает, что темной энергии нет, но это очень сильные аргументы против нее. Нужно еще больше данных, чтобы получить еще более точные измерения. Эти данные сейчас собирает космический телескоп Евклид и другие.
Видос с пояснениями от одного из авторов исследования:
Отличный комментарий!