Астрономия

Крупнейшая компиляция сверхновых определенного типа оказалась несовместимой с идеей о неизменности темной энергии на протяжении жизни Вселенной. Работавшие с ней астрономы предположили, что темная энергия, со значительной вероятностью, уже начала ослабевать.

В 1998 году наблюдения астрономов за 50 сверхновыми типа Ia привели к открытию: Вселенная расширяется с небольшим ускорением, то есть скорость разлета галактик в разные стороны немного, но постоянно увеличивается. Открытие стало частью фундамента современной космологии, за него присудили Нобелевскую премию.

Сверхновые этого типа важны для астрономии потому, что образуются при коллапсе белого карлика в нейтронную звезду или черную дыру. Коллапс наступает при достижении предела Чандрасекара в 1,44 массы Солнца, что обеспечивает очень близкую энергию события и почти всегда одинаковую светимость таких сверхновых. А это позволяет, сравнивая светимость этих объектов с Земли, выяснить, насколько они удалены от нее: чем ближе объект, тем ярче он будет казаться ученым, и наоборот.

Но чтобы выстроить «шкалу» расстояний до различных точек Вселенной, надо обрабатывать данные набора сверхновых в рамках одной работы, чтобы методика сравнения светимости и прочего была одинаковой. Нужны и поправки на изменения свойств фильтров телескопов (и иных специфических моментов наблюдений) со временем. Ученые из Международного космологического проекта сверхновых составили крупнейшую компиляцию сверхновых типа Ia из когда-либо сделанных и опубликовали результаты в The Astrophysical Journal,

Компиляция под названием Union3 включает сразу 2087 подобных объектов — в 40 раз больше, чем было вовлечено в исходное открытие. В ней заметны следы некоторого ослабления темной энергии в поздней Вселенной в сравнении с ранней. Открытию все еще недостает статистической значимости, чтобы стать безусловным, но показательно, что оно совпадает с выводами других научных работ, авторы которых пытались определить неизменность темной энергии в последние годы.

Новое исследование уже привлекло внимание многих ученых, потому что если выводы верны, то нынешняя космологическая модель ΛCDM неверна. Напомним: согласно ей темная энергия («лямбда») — постоянная, неизменная сила, противостоящая сжатию Вселенной по гравитационному механизму. А по новому исследованию вышло, что переменная темная энергия лучше сочетается с наблюдениями. Если это так, всю Вселенную может ждать совсем иной исход, чем считалось ранее.

Дело в том, что на темную энергию, по расчетам, приходится 70 процентов массы-энергии Вселенной. Если она ослабевает даже слегка, то расширение пространства-времени тоже будет замедляться. Как полагают авторы работы, на данном этапе трудно с уверенностью определить, значит ли это, что расширение остановится полностью или даже сменится новым сжатием. Для этого нужно еще точнее определить изменения баланса между темной энергией, расталкивающей пространство во все стороны, и обычной и темной материями, чья гравитация мешает галактикам разлетаться.

Ранее Naked Science писал о физической теории, которая заранее (в 2016 году) предсказывала изменение того, что называют темной энергией по мере эволюции Вселенной. В рамках нее темной энергии самой по себе не существует, а наблюдаемый эффект от нее обеспечивает резкое уменьшение гравитирующей массы Вселенной в момент Большого взрыва.