Naujas stulbinantis visatos modelis, kuriame tamsiosios energijos nereikia visai (2)
Kas čia vyksta 😱?!
Šviežiai pažvelgę į 1a tipo supernovas Visatos plėtimosi modelyje, tyrėjai ima manyti, kad tamsiosios energijos visai nereikia.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Nors vyrauja konsensusas, kad erdvės audinys plečiasi vis sparčiau, naujas tyrimas parodė, kad – pakeitus kelias prielaidas – turimi duomenys apie tolimas žvaigždes dera kuo puikiausiai ir be paslaptingų nepaaiškinamų jėgų.
Canterbury universiteto N. Zelandijoje tyrėjai prisijungė prie debatų, kaip geriausia interpretuoti garsiąsias kosminio plėtimosi žymes, randamas tolimų objektų, vadinamųjų 1a tipo supernovų, šviesos spektruose.
Tokie žvaigždžių sprogimai aiškiai atpažįstami ir didžiausias jų ryškumas būna panašus, tad jos yra idealūs žymekliai astrofizikams, padedantys matuoti neįsivaizduojamai didelius kosminius atstumus.
Remiantis subtiliais supernovų spalvų skirtumais, kurie regimi tokiais teleskopais, kaip, pavyzdžiui, Hubble, atrodo, kad labai toli esančios supernovos juda šiek tiek lėčiau, nei esančios arčiau mūsų.
Kadangi stebėdami toliau esančius objektus, iš esmės matome praeities įvykius, logiška būtų manyti, kad Visatos plėtimosi tempas didėja.
Kad erdvė galėtų plėstis sparčiau, nei joje esančią materiją draugėn sutraukia gravitacija, erdvę turi kažkas plėsti.
Neturėdami aiškaus tokios jėgos tiekimo kandidato, fizikai naudoja tamsiosios energijos terminą. Jeigu ji egzistuoja, tai turėtų sudaryti ~68% energijos regimojoje Visatoje.
Tai nėra tvirtas atsakymas, bet kol nėra geresnės teorijos, sakyti „tamsioji energija“ lengviau, nei „visas tas dalykas, dėl kurio Visata plečiasi greitėdama“.
Nors nuo Visatos spartėjančio plėtimosi atradimo praėjo jau beveik du dešimtmečiai, jis ir jo paslaptinga priežastis nuolat susilaukia gerokų sukrėtimų.
Ir tam yra svari priežastis – kad visa tai turėtų prasmę, tenka daryti ne vieną prielaidą.
Pavyzdžiui, mūsų padėtis erdvėje kitų masyvių struktūrų atžvilgiu gali keisti erdvės formą, kas, savo ruožtu, keičia šviesos judėjimą erdvėje.
Taip pat darome prielaidą, kad 1a tipo supernovas yra išties geri kosminiai žymekliai, nors pasitaiko išimčių.
Šios prielaidos dažniausiai yra daug logiškesnės, nei bet kurios alternatyvos, tad pagrindinės idėjos permąstymas veikiausiai negresia.
Bet viena prielaida gali išvaduoti nuo tamsiosios energijos būtinybės, ir ji susijusi su šimto metų amžiaus darbu matematikos srityje, Friedmano lygtimi.
Ši lygtis pritaikoma vadinamajam Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) erdvės modeliui, kuris aprašo erdvės plėtimąsi ar traukimąsi pagal bendrąjį reliatyvumą.
Šiame modelyje erdvė yra kaip didelis guminis lapas, vientisas ir praktiškai vienodas visame paviršiuje.
Visata, žinoma, nėra vien didžiulis gumos lapas; ji veikiau primena didelį gumos lapą, apibarstytą smėlio grūdeliais, akmenukais ir boulingo kamuoliais, kas kosmologiniais terminais vadinama Lambda šaltos tamsiosios materijos (Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) modeliu.
Didžioji dalis debatų apie kintančią Visatos formą per pastaruosius dvidešimt metų ir buvo sutelkta į tai, kokią įtaką šie boulingo rutuliai turėtų erdvės plėtimuisi.
Bet Davidas Wiltshire'as iš Canterbury'io universiteto susidomėjo, kad nutiktų, jei būtų peržiūrėtas pats FLRW modelis.
„Anksčiau debatuose buvo pražiūrėtas svarbus aspektas; jei tamsioji energija neegzistuoja, tada tikėtina alternatyva, kad vidutinio plėtimosi dėsnis neatitinka Friedmanno lygties,“ sako Wiltshire'as.
Užuot svarstę, ar Visatą turėtume modeliuoti kaip tuščią lapą, ar kaip prigrūstą materijos, Wiltshire'as su savo kolegomis nagrinėjo, kas nutiktų, jei būtų naudojama vadinamoji laikovaizdžio kosmologija (timescape cosmology).
Šiame kontekste laikas ir atstumas kalibruojamas, atsižvelgiant į atskirų vietų tarp galaktikų ir tuštumų iškreivėjimo santykį. Tai reiškia, kad kalbėti apie visos Visatos amžių nėra prasmės.
Svarbu, kad laikovaizdžio kosmologijai nereikia tamsiosios energijos, nes šviesos ištempimo skirtumai kyla ne dėl greitėjančiai besiplečiančios Visatos, bet dėl laiko ir atstumo kalibravimo artefaktų.
Tyrėjų komanda laikovaizdžio modelį pritaikė dideliam supernovų duomenų masyvui ir išsiaiškino, kad jis atitiko šviesos bangų ir šviesio pokyčius, nesiskiriančius nuo gaunamo, naudojant dabar kosmologų mėgiamą Λ modelį.
Tai jokiu būdu neturėtų nuskambėti kaip raginimas išmesti tamsiąją energiją į istorijos šiukšlyną.
Visų pirma, turėtų būti daug daugiau įrodymų, kad kosmologų bendruomenė pereitų nuo vieno modelio prie kito, ypač atsimenant, kad ant kortos būtų pastatytas ne vien tamsiosios energijos klausimas.
Bet skirtingi modeliai gali būti geras būdas įsitikinti, kad dabartinės prielaidos teisingos, tuo pačiu išryškinant silpnas vietas, potencialiai padedant rasti geresnius sprendimus.
Tamsioji energija artimiausiu metu niekur nedings. Tačiau laikas eina ir išauš diena, kai geriau suvoksime, kas slypi jos šešėliuose – ir ar slypi išvis.
Šis tyrimas publikuotas Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
Mike Mcrae
sciencealert.com