Математики предложили убрать темную энергию из модели расширения Вселенной

Стандартная модель космологии называется ΛCDM (Лямбда-CDM). В ней Вселенная после Большого взрыва расширяется, причем это расширение со временем ускоряется. Чтобы описать это ускорение, в модель добавляют темную энергию — неизвестную форму энергии, которая действует как отталкивающий фактор на масштабах всей Вселенной. В уравнениях ее обычно записывают через космологическую постоянную. 

Идея математиков такая: стандартная модель описывает Вселенную как почти однородную систему, которая расширяется одинаково во всех направлениях. Но, по их расчетам, такое решение слишком идеальное, чтобы быть устойчивым. Если добавить к нему даже небольшие возмущения, оно уходит от равновесия. На больших расстояниях эти отклонения могут выглядеть для наблюдателя как ускоренное расширение.

Математик Блейк Темпл сравнил стандартную космологическую модель с карандашом, поставленным на острый конец. «Когда карандаш стоит на конце, все силы уравновешены, поэтому это решение уравнений. Но оно нестабильно: достаточно дуновения ветра, и карандаш падает», — сказал он.

По словам Темпла, пространства Фридмана — математические модели, на которых строится стандартное описание расширяющейся Вселенной, — тоже оказываются неустойчивыми вблизи Большого взрыва. «В физике и науке нестабильные решения не считают физическими. В природе вы их не увидите», — добавил он.

Слабое место у новой модели тоже есть — принцип Коперника. Принцип Коперника говорит, что мы не должны занимать особое место во Вселенной. Стандартная космология обычно исходит из того, что на больших масштабах Вселенная везде примерно одинакова, поэтому положение наблюдателя не должно играть решающей роли. А у модели Темпла и коллег есть центр симметрии — условная точка, относительно которой строится решение. Поэтому расчеты зависят от того, где находится наблюдатель. Если мы окажемся в неподходящем месте относительно этого центра, модель может не дать то ускоренное расширение, которое мы наблюдаем.

Стандартную модель это не отменяет. ΛCDM по-прежнему остается основной моделью космологии: она хорошо согласуется с наблюдениями реликтового излучения, крупномасштабной структуры Вселенной и сверхновых. Чтобы стать полноценной альтернативой, новая модель должна пройти проверку наблюдениями и объяснить те же явления, которые сейчас описывает стандартная космология.

Ранее астрономы разработали новый метод измерения расширения Вселенной по сверхновым.

Фото Unsplash