Измерения сверхновых сбивают с толку попытки ученых объяснить ускоряющееся расширение Вселенной
Новые измерения света от далеких сверхновых могут усложнить и без того разочаровывающие попытки космологов объяснить таинственную темную энергию, которая раздвигает Вселенную.
В новом анализе ученые объединили данные 146 недавно открытых сверхновых с ранее опубликованными результатами и рассчитали важный космологический параметр. Их результат противоречит простейшему объяснению ускоряющегося расширения Вселенной, которое предполагает, что сила темной энергии оставалась постоянной на протяжении всей жизни Вселенной.
Если открытие подтвердится, это может означать, что материя во Вселенной в конечном итоге будет разорвана на части, сценарий, известный как Большой разрыв. Но прежде чем прийти к такому выводу, исследователи говорят, что они должны выявить потенциальные источники ошибок и неточностей в своих измерениях. «Вполне возможно, и я думаю, что многие люди сочли бы вероятным, что одно из крупных измерений не работает», - говорит соруководитель исследования Дэниел Сколник, астрофизик из Университета Джона Хопкинса.
Темная энергия впервые попала в заголовки газет в 1998 году, когда исследователи обнаружили, что свет от далеких сверхновых был тусклее, чем ожидалось, что позволяет предположить, что Вселенная расширяется все быстрее и быстрее. Чтобы объяснить это ускорение, ученые предположили существование темной энергии, которая наполняет космос отрицательным давлением, выталкивающим пространство наружу. Большинство физиков подозревают, что темная энергия - это форма энергии вакуума, известная как «космологическая постоянная», потому что ее сила никогда не меняется. Если это так, то число w, которое связывает давление, раздвигающее пространство, с плотностью темной энергии, должно равняться -1.
Но новый анализ, опубликованный 14 октября на сайте arXiv.org, дает другое значение. Объединив данные гавайского телескопа Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System, или Pan-STARRS, с предыдущими астрономическими исследованиями, исследователи рассчитали w равным -1,186. Если это значение w верно, это заставит космологов разрабатывать более сложные теории о расширении Вселенной, в которых сила темной энергии увеличивается со временем.
Этого еще не произошло. Даже авторы исследования подчеркивают, что они не выступают за отказ от космологической постоянной. «Мне кажется, что w, вероятно, равно -1», - говорит соруководитель исследования Армин Рест, астроном из Научного института космического телескопа в Балтиморе.
Рест считает, что открытие, скорее всего, является результатом какой-то систематической ошибки. В сопутствующей статье, также опубликованной 14 октября на arXiv.org, команда определяет, что самый большой источник ошибки связан с различиями в том, как телескоп Pan-STARRS и телескопы других групп улавливали свет сверхновых. Ошибки также могут возникать из-за помех от пыли в Млечном Пути, неполного понимания физики сверхновых и других факторов.
Гленн Старкман, астрофизик из Университета Кейс Вестерн Резерв в Кливленде, не убежден, что новая статья способствует лучшему пониманию учеными темной энергии. Он говорит, что результаты в основном подтверждают то, что уже известно космологам: различные космологические обзоры расходятся во мнениях относительно таких параметров, как w, которые имеют решающее значение для моделей темной энергии. «Это свидетельствует о несоответствии модели, но еще не свидетельствует о том, что w меньше -1», - говорит он.
Но Джордж Эфстатиу, директор Института космологии им. Кавли в Кембриджском университете, считает, что результаты дают полезную информацию, будь то из-за систематической ошибки или из-за еще не открытой физики.«Это очень трудные измерения, - говорит он. «Чем больше независимых данных, тем лучше для поля».