Мы никогда не видели темную материю и темную энергию. Почему мы думаем, что они существуют?

Темная материя и темная энергия - это две загадочные формы материи и энергии, которые составляют большую часть вселенной, но которые никто никогда не видел. Почему мы думаем, что они существуют? Наличие или отсутствие темной материи и энергии имеет колоссальное значение для современной физики, и дискуссия об их природе длится уже довольно продолжительное время. Так что же это такое?

Обоснование существования темной материи и его критика

Темная энергия - это гипотетическая форма энергии, которая объясняет, почему вселенная не только расширяется, но и делает это с ускорением. Одним из способов доказать существование темной энергии и ее влияние на вселенную является измерение красного смещения (феномена, при котором свет, исходящий от удаляющихся от нас объектов, кажется красным) сверхновых звезд типа Ia (SN Ia). Другими словами, измеряя, как меняется свет, который эти сверхновые излучают, когда они удаляются от нас, ученые могут показать, насколько они далеки и, следовательно, как вселенная «выталкивает» или расширяется со временем.

Это доказательство основывается на предположении, что светимость или яркость сверхновых не меняется с красным смещением или не варьируется в космическом времени. Если темная энергия действительно существует, как многие ученые ожидают, то вселенная будет продолжать расширяться все быстрее и быстрее. Но если окажется, что темной энергии вовсе нет, то расширение вселенной в конечном итоге замедлится, а вселенная даже может начать сжиматься.

Критика устоявшейся концепции

В новом исследовании, опубликованном на предварительном сервере arXiv и принятом к публикации в журнале The Astrophysical Journal, исследователи из Йонсейского университета в Сеуле (Южная Корея) вместе с коллегами из Лионского университета и Корейского института космической науки утверждают, что они нашли доказательства того, что темная энергия может не существовать вообще. Они изучали небольшую выборку галактик, содержащих около 30 сверхновых звезд типа Ia, и заявляют, что опровергли предположение о том, что светимость сверхновых меняется.


— профессор Йонсейского университета Ян-Ук Ли (Young-Wook Lee), главный автор исследования.


— Йиджун Канг, соавтор исследования.

Однако другие ученые нашли серьезные недостатки в настолько смелом исследовании. В ответной критике ряд специалистов указывает, что выборка галактик слишком мала, чтобы делать такие обобщения, и что методы анализа данных неадекватны. Кроме того, они отмечают, что современная модель опирается и на другие доказательства существования темной энергии, кроме сверхновых звезд, такие как космическое микроволновое излучение и космологические наблюдения за большими масштабами структуры вселенной.