Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна

У нас для вас плохие новости: самая загадочная сила во Вселенной начинает терять свою мощь. Недавние открытия предполагают, что темная энергия, благодаря которой расширяется космос, возможно, ослабевает. Если данная теория подтвердится, то научную картину мира придется переписать с нуля.


Но откуда взялась такая шокирующая информация? Дело в том, что гигантский прибор DESI вот уже три года сканирует самые темные глубины Вселенной.

Разгадка, которая может изменить всё

Темная энергия — это не просто научная абстракция. Она составляет 70% Вселенной, но мы до сих пор не знаем, что это такое. Ее открыли в конце 1990-х, когда астрономы заметили: галактики разлетаются друг от друга все быстрее, словно их подталкивает невидимая рука. С тех пор в науке закрепилась идея, что темная энергия — постоянная сила, как «космическая пружина», которая не меняется со временем.



Но теперь прибор DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) поставил это под сомнение. Установленный на телескопе в Аризоне, он способен за 20 минут «поймать» свет 5000 галактик или квазаров — ярких объектов с черными дырами в центре. Анализируя их возраст и расстояние, ученые строят 3D-карту Вселенной и видят, как она расширялась миллиарды лет.


— Лео-Харнетт, астроном, участник проекта  DESI.

Интересный факт № 1
Альберт Эйнштейн в 1917 году ввел в свои уравнения «космологическую постоянную», чтобы объяснить статичную Вселенную. Позже он назвал это ошибкой, когда стало ясно, что Вселенная расширяется. Но сегодня ученые вернулись к этой идее — именно космологическая постоянная считается главным кандидатом на роль темной энергии. Ирония в том, что Эйнштейн, сам того не зная, мог предсказать ее существование.

Машина времени для астрономов

Как работает DESI? Представьте гигантскую «сетку» из 5000 тонких оптических волокон. Каждое нацелено на конкретную галактику, чтобы собрать ее свет. По спектру этого света (как по штрихкоду) ученые определяют, как далеко объект находится и как быстро удаляется. Так они видят, как Вселенная растягивалась в разные эпохи.



За три года DESI изучил 15 миллионов галактик и квазаров. Когда эти данные объединили с другими методами (наблюдениями за сверхновыми, реликтовым излучением Большого взрыва), появился тревожный сигнал: темная энергия, возможно, непостоянна.


— Арно де Маттиа, французский физик.

И европейский ученый совершенно прав. Например, если темная энергия слабеет, это может означать, что ее природа сложнее, чем думали. Возможно, это не «статичная» сила, а поле, которое эволюционирует, как живой организм.

Интересный факт № 2
Уже известно, что темная энергия ускоряет расширение Вселенной, но мало кто говорит о ее влиянии на структуру космоса. Из-за ускоренного расширения гравитация «не успевает» собирать материю в крупные скопления. Если бы темной энергии не было, галактик и звезд было бы в разы больше. По сути, она действует как космический «тормоз» для образования новых объектов.

Физика на пороге революции?

Де Маттиа предупреждает, что пока выводы делать еще рано, так как нет абсолютной уверенности в новой теории. Однако, если она подтвердится, это будет сенсация на уровне нобелевского открытия вроде ускоренного расширения Вселенной, замеченного в конце 90-х годов прошлого века.


— Джошуа Фриман, астрофизик.

Для тех, кто забыл, напоминаю: точка перегиба — это то место, где вторая производная функции меняет знак с плюса на минус или с минуса на плюс. То есть то, что кардинальным образом все изменит.



В ближайшие пять лет данные с DESI, космических телескопов «Евклид» (Европа), «Нэнси Грейс Роман» (NASA) и обсерватории Веры Рубин (Чили) дадут ответ.

Что это значит для нас? Если темная энергия меняется, стандартная модель Вселенной рухнет. Придется искать новые теории, возможно, даже пересмотреть Общую теорию относительности Эйнштейна.


— Этьен Бурден, астрофизик, участник DESI.

Интересный факт № 3
Некоторые теории, например, модель «мира на бране», предполагают, что темная энергия — это проявление дополнительных измерений. Наш трехмерный мир может быть «мембраной» в многомерном пространстве, а темная энергия — следствием взаимодействия с другими измерениями. Это звучит как фантастика, но такие идеи всерьез рассматриваются в физике.

И тут главное — правильно настроить приборы вроде DESI. А это, между прочим, требует ювелирной точности. Например, оптические волокна должны быть направлены на галактики с погрешностью не больше 10 микрон (толщина человеческого волоса — 50–100 микрон). Малейший сдвиг — и данные исказятся.