Разширението на Вселената може да е мираж, предполага потенциално противоречиво ново изследване. Това преосмисляне на Космоса предлага също така и решения за пъзелите на тъмната енергия и тъмната материя, за които учените смятат, че представляват около 95% от общата енергия и материя на Вселената, но остават забулени в мистерия.
Новият нов подход е представен в статия, публикувана в списание Classical and Quantum Gravity, от професора по теоретична физика на Женевския университет Лукас Ломбризер.
Учените знаят, че Вселената се разширява поради червеното отместване, разтягането на дължината на вълната на светлината към по-червения край на спектъра, когато обектът, който я излъчва, се отдалечава от нас. Отдалечените галактики имат по-голямо червено отместване от тези, които са по-близо до нас, което предполага, че тези галактики се движат все по-далеч от Земята.
Съвсем наскоро учените откриха доказателства, че разширението на Вселената всъщност се ускорява. Това ускоряващо се разширение се обхваща от термин, известен като космологична константа, или ламбда.
Космологичната константа е главоболие за космолозите, тъй като прогнозите за нейната стойност във физиката на елементарните частици се различават от действителните наблюдения със 120 порядъка. Следователно космологичната константа е описана като „най-лошото предсказание в историята на физиката“.
Космолозите често се опитват да разрешат несъответствието между различните стойности на ламбда, като предлагат нови частици или физически сили, но Ломбрайзър решава този проблем, като преосмисля това, което вече е там.
„В тази работа ние сложихме нов чифт очила, за да разгледаме Космоса и неговите нерешени пъзели, като извършим математическа трансформация на физическите закони, които го управляват“, казва Ломбрайзър пред Live Science.
Учени: Всичко във Вселената, включително хората, един ден ще се изпари
В математическата интерпретация на Ломбрайзър Вселената не се разширява, а е плоска и статична, както някога е вярвал Айнщайн. Ефектите, които наблюдаваме и сочат към разширяване, вместо това се обясняват с еволюцията на масите на частиците – като протони и електрони – с течение на времето.
В тази картина частиците възникват от поле, което прониква в пространство-времето. Космологичната константа се определя от масата на полето и тъй като това поле се колебае, масите на частиците, които то ражда, също се колебаят. Космологичната константа варира с времето, но в този модел изменението се дължи на промяна на масата на частиците с течение на времето, а не на разширяването на Вселената.
В модела тези колебания на полето водят до по-големи червени отмествания за далечни галактични купове, отколкото прогнозират традиционните космологични модели. И така, космологичната константа остава вярна на прогнозите на модела.
„Бях изненадан, че проблемът с космологичната константа просто сякаш изчезва в тази нова перспектива за Космоса“, казва Ломбрайзър.
Рецепта за тъмната Вселена
Изследването на Ломбрайзър се занимава и с някои от другите неотложни проблеми на космологията, включително природата на тъмната материя. Този невидим материал превъзхожда обикновените частици материя в съотношение 5 към 1, но остава загадка, защото не взаимодейства със светлината.
Според Ломбрайзър колебанията в полето може да се държат като така нареченото аксионно поле, като аксионите са хипотетични частици, които са един от предложените кандидати за тъмна материя.
Тези колебания биха могли също така да премахнат тъмната енергия – хипотетичната сила, която разтяга тъканта на пространството и по този начин разделя галактиките все по-бързо и по-бързо. В този модел ефектът на тъмната енергия, според Ломбрайзър, ще бъде обяснен с масите на частиците, които поемат по различен еволюционен път в по-късни моменти във Вселената.
В тази картина „по принцип няма нужда от тъмна енергия“, добавя Ломбрайзър.
Луз Анхела Гарсия, постдокторантът в Universidad ECCI в Богота, Колумбия, е впечатлен от новата интерпретация на Ломбрайзър и колко много проблеми разрешава тя.
Вселената се е появила с гръм и трясък, а не с отскок
„Документът е доста интересен и дава необичаен резултат за множество проблеми в космологията – казва Гарсия, който не е участвал в изследването. – Теорията дава изход за настоящите напрежения в космологията.“
Въпреки това Гарсия призова за предпазливост при оценката на констатациите на статията, тай като тя съдържа елементи, които вероятно не могат да бъдат тествани чрез наблюдения, поне в близко бъдеще.
