Альтернативная теория гравитации объяснила парадокс расширяющейся Вселенной
Научному сообществу давно известно, что Вселенная расширяется, и скорость, с которой это происходит, описывает постоянная Хаббла — Леметра. Однако исследователи до сих пор не могут сойтись во мнении о том, насколько эта постоянная велика на самом деле, поскольку различные методы измерения дают противоречивые результаты. Впрочем, ученые из университетов Бонна и Сент-Андруса, кажется, нашли решение: применив альтернативную теорию гравитации, они объяснили расхождения в этих значениях и пришли к выводу, что постоянная Хаббла в действительности является переменной.
Расширение Вселенной приводит к тому, что галактики удаляются друг от друга со скоростью, которая пропорциональна расстоянию между ними. К примеру, если галактика А находится в два раза дальше от Земли, чем галактика В, то ее расстояние от нашей планеты тоже увеличивается в два раза быстрее. Одним из первых ученых, кто обратил внимание на такую закономерность, стал американский астроном Эдвин Хаббл.
Чтобы рассчитать скорость удаления двух звездных систем друг от друга, необходимо знать расстояние между ними и постоянную Хаббла — Леметра, которая является фундаментальным параметром в космологии. Один из способов определить ее значение — посмотреть на самые отдаленные регионы Вселенной: в таком случае скорость составит около 244 000 км/ч за мегапарсек (один мегапарсек равен примерно трем миллионам световых лет).
Однако если взглянуть на более близкие к Земле небесные тела, например, сверхновые звезды, то значение постоянной Хаббла получится другим — чуть менее 264 000 км/ч за мегапарсек. Это очень большое расхождение, которое некоторые ученые считают признаком кризиса стандартной космологической модели. «Таким образом, кажется, что Вселенная расширяется быстрее в непосредственной близости от нас, то есть на расстоянии около трех миллиардов световых лет, но этого быть не должно», — констатировал профессор Института радиационной и ядерной физики имени Гельмгольца Боннского университета Павел Крупа.
Впрочем, команда ученых из Университета Бонна и Сент-Эндрюсского университета предложила возможное объяснение такого парадокса. Согласно ее наблюдениям, Земля расположена в области космоса с пониженной плотностью — этот регион представляет собой гигантский пузырь, плотность которого выше вдоль оболочки. Гравитационные силы последней притягивают галактики к краям, поэтому они удаляются от Земли быстрее, чем следовало ожидать, объяснил доктор Индранил Баник из Сент-Эндрюсского университета.
Недавние измерения скорости большого количества галактик, которые находятся на расстоянии 600 миллионов световых лет, показали, что они удаляются в четыре раза быстрее, чем позволяет стандартная космологическая модель. Это связано с тем, что современная теория не предусматривает существование областей со столь низкой плотностью. Вместо этого она предполагает, что вся материя должна быть равномерно распределена в пространстве. «Стандартная модель основана на общей теории относительности, выдвинутой Альбертом Эйнштейном. Однако гравитационные силы, судя по всему, ведут себя иначе, чем ожидал Эйнштейн», — подчеркнул Крупа.
Чтобы объяснить такое расхождение, группа ученых обратилась к альтернативной теории — теории модифицированной ньютоновской динамики MOND, также известной как динамика Милгрома. Она отвергает связь между скоростью звезд вокруг центра галактики и их удалением от него, позволяя обойтись без привлечения темной материи. В классической же ньютоновской динамике нетипично высокая скорость внешних областей галактики объясняется наличием скрытой массы.
Исследователи пришли к выводу, что MOND хотя и является «теорией-аутсайдером», но вместе с тем предсказывает существование пузырей с низкой плотностью материи. И если кто-то бы предположил, что гравитация действительно ведет себя в соответствии с динамикой Милгрома, то в таком случае напряжение Хаббла исчезло бы. Для измерения скорости расширения Вселенной существовало бы лишь одно значение постоянной, отклонения в которой были бы вызваны неравномерностями в распределении материи.
