Десятиліттями вчені вважали, що розширення нашого Всесвіту прискорюється, що підживлюється таємничою силою, відомою як темна енергія. Однак нові проривні дослідження показують, що це прискорення може припинитися, потенційно кардинально змінивши наше розуміння космосу та його остаточної долі.
Змінний ландшафт темної енергії
Це несподіване відкриття ґрунтується на попередніх показаннях інструменту спектроскопії темної енергії (DESI), який минулого року вказав на ослаблення темної енергії. Дослідники з Університету Йонсей у Південній Кореї на чолі з Янг Уком Лі припускають, що розширення Всесвіту вже почало сповільнюватися. Якщо це буде підтверджено, це стане «головною парадигмальною зміною в космології з моменту відкриття темної енергії 27 років тому».
Цей потенційний зсув має значні наслідки для того, як ми уявляємо майбутнє нашого Всесвіту. Якщо темна енергія програє свою битву з гравітацією, розширення може зрештою змінитися, що призведе до стиснення. Цей сценарій може призвести до «Великого кризу» — космічного колапсу, схожого на Великий вибух, який розігрується у зворотному порядку.
Коротка історія темної енергії
Концепція темної енергії виникла в 1998 році, коли астрономи спостерігали далекі наднові Ia («стандартні свічки» через їх постійну яскравість, які використовуються для вимірювання космічних відстаней). Ці спостереження показали, що галактики віддаляються від нас із прискореною швидкістю. Щоб пояснити це явище, вчені ввели концепцію темної енергії, проксі-сили, відповідальної за це прискорене розширення.
Протягом наступних десятиліть вчені виявили, що темна енергія становить приблизно 68% загального енергетичного бюджету Всесвіту. Вони також дізналися, що він завжди був недомінуючим, почавши своє домінування та прискоривши розширення Всесвіту близько 5 мільярдів років тому, приблизно через 9 мільярдів років після Великого вибуху.
Головоломка наднової зірки та вікові відхилення
Останній виклик нашому розумінню темної енергії став результатом повторного аналізу наднових Ia. Проект DESI спочатку вказував на майбутнє уповільнення розширення космосу. Однак Лі та його колеги виявили, що яскравість цих наднових може залежати від віку зірок-попередників, тобто зірок, які вибухнули, щоб їх створити.
Зокрема, команда виявила, що навіть після стандартизації світла від цих наднових, ті, які походять від молодших популяцій зірок, виглядають тьмянішими, ніж ті, які походять від старших популяцій. Застосовуючи «корекцію зміщення за віком» для врахування цього ефекту, дослідники припускають, що їхні результати кидають виклик поточній стандартній моделі космології, моделі лямбда-холодної темної матерії (ΛCDM).
Грунтуючись на вибірці з 300 галактик, команда оцінює рівень значущості в 99,99%, що вказує на те, що затемнення віддалених наднових Ia можна пояснити не тільки космічним розширенням, але й цими зірковими ефектами.
Всесвіт знаходиться в перехідному стані
Основний висновок цього дослідження полягає в тому, що Всесвіт наразі не розширюється зі швидкістю прискорення, а вже увійшов у фазу уповільненого розширення – більш значний зсув, ніж очікував DESI.
«Проект DESI отримав ключові результати, об’єднавши невиправлені дані про наднові з вимірюваннями баріонних акустичних коливань, що привело до висновку, що хоча Всесвіт сповільниться в майбутньому, він все ще розширюється зі швидкістю прискорення в сьогоденні», — пояснив Лі. «На відміну від цього, наш аналіз, який коригує зміщення за віком, показує, що Всесвіт сьогодні вже увійшов у фазу уповільнення розширення».
Що далі?
Для подальшого зміцнення цих висновків команда планує провести «тест, незалежний від еволюції», використовуючи лише молоді наднові Ia з молодих галактик на різних відстанях. Очікується, що Дуже Великий Цифровий Телескоп (Обсерваторія Віри К. Рубін) з його масивною цифровою камерою відіграє вирішальну роль у цьому дослідженні.
«Протягом наступних п’яти років, коли Дуже Великий Цифровий Телескоп Рубіна виявить більше 20 000 нових галактик, що містять наднові, точні вимірювання віку забезпечать набагато більш надійний і остаточний тест космології наднових», – сказав Чул Чун, член команди.
У міру розвитку ситуації з’являється картина Всесвіту, який переживає значний перехід — перехід, який може змінити наше розуміння космічної еволюції та остаточної долі космосу. > Наслідки уповільнення Всесвіту є глибокими, потенційно призводячи до зовсім іншого довгострокового майбутнього для нашого Всесвіту, ніж уявлялося раніше.
