Согласно модели Lambda-CDM (Lambda Cold Dark Matter), общепринятой модели, описывающей процесс возникновения и развития Вселенной, на долю обычной материи приходится всего 5 процентов от того, что содержится во Вселенной. На долю темной материи приходится 27 процентов и оставшиеся 68 процентов приходятся на долю темной энергии, силы неизвестной пока природы, которая несет ответственность за ускорение процесса расширения Вселенной. Однако, теоретическая модель, являющаяся результатом ряда новых исследований, ставит под сомнение факт существования темной энергии, а математическое моделирование, проведенное в соответствии с новой моделью, указывает но то, что «дырка» в теории, которая была «заткнута» понятием темной энергии, фактически не существует на самом деле.
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна, опубликованная в 1915 году, формирует основу общепринятой теории происхождения и формирования Вселенной, процессам, началом которых послужил момент Большого Взрыва 13.8 миллиарда лет назад. Уравнения, описывающие все эти процессы, невероятно сложны с математической точки зрения и в своей повседневной работе ученые-физики и астрофизики используют наборы значительно упрощенных уравнений. Однако, использование упрощенных уравнений имеет и обратную сторону, при наличии небольших «дырок» в теории, эти «дырки» могут разрастись в огромные несоответствия.
«Уравнения Эйнштейна, описывающие процесс расширения Вселенной, настолько сложны с математической точки зрения, что за прошедшие сто лет не было найдено ни одного решения, описывающего влияние расширения на огромные космические структуры» — рассказывает доктор Ласло Добос (Dr Laszlo Dobos), — «Мы постоянно получаем экспериментальные данные, основой которых являются высокоточные наблюдения за сверхновыми, и эти данные говорят об ускорении расширения Вселенной. С другой стороны мы полагаемся на достаточно грубые приближения к уравнениям Эйнштейна, что приводит к появлению достаточно серьезных побочных эффектов. И для приведения в соответствие теории и экспериментальных данных нам требуется придумывать некие непонятные вещи, такие, как темную энергию».
Начнем с того, что ни темную материю, ни темную энергию никому еще не доводилось «пощупать руками». О наличии этих образований можно судить лишь по их влиянию на другие космические объекты. Природа и свойства этих образований существуют сейчас только в теории, что само по себе является «дыркой» в современных моделях.
Термин темной энергии, таинственной силы, ускоряющей расширение Вселенной, появился на свет в 1990-х годах после череды наблюдений за взрывами сверхновых типа Ia. Эти сверхновые имеют четко определенный пик их светимости и по ослаблению яркости этого света ученые-астрономы вычисляют точное расстояние от объекта до Земли. Наличие таинственной темной энергии так хорошо вписалось в существующие теории, что за это открытие в 2011 году была присвоена Нобелевская премия по физике. Тем не менее, множество других ученых поставили и продолжают ставить под сомнение законность сделанных выводов, составляя более совершенные и точные модели космоса, которые более корректно обращаются с «дырами» в Общей теории относительности.
Согласно исследованиям, проведенным учеными из Гавайского университета и университета Eotvos Lorand в Венгрии, «дыра» в теории, для «затыкания» которой был изобретено понятие темной энергии, является результатом упрощения математических уравнений, о которых речь шла в самом начале. Ученые создали новую модель формирования Вселенной и произвели ее расчеты, основываясь на крупномасштабных структурных данных. Согласно расчетам структура Вселенной напоминает своего рода пену, на тонких стенках пузырей которой находятся галактики. Но большие «карманы» внутри этих пузырьков полностью лишены как обычной материи, так и темных материи и энергии.
Моделирование показало, как гравитационные силы будут оказывать влияние на материю при такой структуре Вселенной, и это привело к совершенно неожиданным результатам. С точки зрения новой теории Вселенная не расширяется целиком с одинаковой скоростью во всех направлениях, ее отдельные части, «пузырьки пены», расширяются с различной скоростью, тем не менее, средний темп расширения полностью соответствует данными практических наблюдений.
«Общая теория относительности является фундаментом теории возникновения и развития Вселенной. Мы совершенно не подвергаем сомнению ее достоверность» — рассказывает доктор Ласло Добос, — «Наши результаты указывают лишь на неоднородность расширения пространства в разных областях космоса, и эта неоднородность возникает благодаря влиянию формирующихся там сложных структур, состоящих из обычной материи. Эти проблемы были раньше просто «спрятаны под ковер», но принятие их во внимание позволит объяснить ускорение расширения Вселенной без необходимости использования понятия темной энергии».
Если в далеком или не очень далеком будущем будут найдены факты, подтверждающие достоверность новой теории, то это станет революционным событием в области физики и астрофизики. Ведь это, в свою очередь, избавит ученых от необходимости «преследования призрака» неуловимой темной материи и темной энергии.
Источник: