На протяжении десятилетий учёные полагали, что расширение нашей Вселенной ускоряется, чему способствует таинственная сила, известная как тёмная энергия. Однако новые прорывные исследования показывают, что это ускорение может прекратиться, что потенциально произведёт революцию в нашем понимании космоса и его конечной судьбы.
Изменяющийся ландшафт тёмной энергии
Это неожиданное открытие опирается на более ранние указания от Инструмента спектроскопии тёмной энергии (DESI), который в прошлом году указал на ослабление тёмной энергии. Исследователи из Университета Ёнсей в Южной Корее во главе с Ён Ук Ли теперь предполагают, что расширение Вселенной уже начало замедляться. Если это будет подтверждено, это станет «основным парадигматическим сдвигом в космологии со времени открытия тёмной энергии 27 лет назад».
Этот потенциальный сдвиг имеет значительные последствия для того, как мы представляем себе будущее нашей Вселенной. Если тёмная энергия проигрывает в битве с гравитацией, расширение в конечном итоге может обратить вспять, что приведёт к сжатию. Этот сценарий может привести к «Большому Сжатию» — космическому коллапсу, аналогичному Большому Взрыву, воспроизведённому в обратном порядке.
Краткая история тёмной энергии
Концепция тёмной энергии возникла в 1998 году, когда астрономы наблюдали удалённые сверхновые Ia («стандартные свечи» благодаря их постоянной яркости, используемые для измерения космических расстояний). Эти наблюдения показали, что галактики удаляются от нас с ускоряющейся скоростью. Чтобы объяснить это явление, учёные ввели концепцию тёмной энергии — заместительную силу, ответственную за это ускоренное расширение.
В течение последующих десятилетий учёные выяснили, что тёмная энергия составляет примерно 68% от общего энергетического бюджета Вселенной. Кроме того, они узнали, что она всегда не была доминирующей, начиная свое господство и ускоряя расширение Вселенной примерно 5 миллиардов лет назад, примерно через 9 миллиардов лет после Большого Взрыва.
Головоломка сверхновых и возрастная предвзятость
Последний вызов нашему пониманию тёмной энергии проистекает из повторного анализа сверхновых Ia. Проект DESI изначально указывал на будущее замедление космического расширения. Однако Ли и его коллеги обнаружили, что яркость этих сверхновых может зависеть от возраста звёзд-предшественников, то есть звёзд, которые взорвались, чтобы создать их.
В частности, команда обнаружила, что даже после стандартизации света от этих сверхновых те, которые происходят из более молодых звёздных популяций, кажутся тусклее, чем те, которые происходят из более старых популяций. Применив «поправку на предвзятость по возрасту» для учёта этого эффекта, исследователи предполагают, что их результаты бросают вызов современной стандартной модели космологии — модели Лямбда-холодная тёмная материя (ΛCDM).
Основываясь на выборке из 300 галактик, команда оценивает уровень значимости в 99,99%, что указывает на то, что тускнение удалённых сверхновых Ia можно объяснить не только космическим расширением, но и этими звёздными эффектами.
Вселенная в состоянии перехода
Основным выводом этого исследования является то, что Вселенная в настоящее время не расширяется с ускоряющейся скоростью, а уже вступила в фазу замедляющегося расширения — более существенный сдвиг, чем предполагал DESI.
«В проекте DESI ключевые результаты были получены путём комбинирования неисправленных данных о сверхновых со измерениями барионных акустических колебаний, что привело к выводу, что хотя Вселенная будет замедляться в будущем, она по-прежнему расширяется с ускорением в настоящее время», — объяснил Ли. «Напротив, наш анализ — который применяет поправку на возрастную предвзятость — показывает, что Вселенная уже вступила в фазу замедляющегося расширения сегодня».
Что дальше?
Чтобы ещё больше укрепить эти выводы, команда планирует провести «тест, не зависящий от эволюции», используя только молодые сверхновые Ia из молодых галактик на разных расстояниях. Очень большой цифровой телескопсерватории «Рубин» (Vera C. Rubin Observatory) со своей массивной цифровой камерой, как ожидается, сыграет решающую роль в этом исследовании.
«В течение следующих пяти лет, когда Очень большой цифровой телескопсерватории «Рубин» обнаружит более 20 000 новых галактик-хозяев сверхновых, точные измерения возраста позволят провести гораздо более надёжный и окончательный тест космологии сверхновых», — заявил Чул Чун, член команды.
По мере развития ситуации возникает картина Вселенной, переживающей значительный переход — переход, который может изменить наше понимание космической эволюции и конечной судьбы космоса. > Последствия замедляющейся Вселенной глубоки, потенциально приводя к совершенно иному долгосрочному будущему для нашей Вселенной, чем представлялось ранее.
