П’ять років тому Нобелівську премію з фізики отримали троє астрономів (американці Сол Перлматтер та Адам Рісс і австралієць Браян Шмідт) за відкриття, з якого випливає, що Всесвіт розширюється з прискоренням. Відкриття зробили наприкінці 1990-х, спостерігаючи в телескоп «Габбл» за надновими зорями типу Іа. Як наслідок, наука загалом прийняла ідею, що Всесвіт розширюється з прискоренням, а рушієм цього процесу є загадкова субстанція, названа «темною енергією».
Однак нещодавно команда науковців під керівництвом Субіра Сабкара, професора Оксфордського університету, змусила засумніватися у цій стандартній космологічній концепції. Адже з часу досліджень Перлматтера, Рісса і Шмідта кількість відомих наднових типу Іа значно збільшилась. Щоб перевірити теорію розширення, команда Сабкара проаналізувала аж 740 таких зірок, тоді як в оригінальному дослідженні їх було вдесятеро менше. З нового аналізу випливає, що ймовірність того, що Всесвіт розширюється з прискоренням, насправді набагато менша, ніж випливає з оригінального дослідження. Навіть більше: нові дані свідчать радше на користь стабільного розширення. Результати опублікованні в журналі Scientific Reports.
Відкриття прискореного розширення Всесвіту стало одним з найбільших відкриттів у фізиці наприкінці ХХ ст. Його авторам воно принесло не лише Нобелівську премію, але й Премію Грубера з космології та Премію за прорив у фундаментальній фізиці. Саме це дослідження спонукало наукову спільноту прийняти гіпотезу «темної енергії», яка поводиться як космологічна константа. Однак тепер усі ці здобутки можуть бути поставлені під сумнів. «Ми проаналізували каталог із 740 наднових типу Іа, тобто вдесятеро більший, ніж каталог оригінального дослідження, і виявили, що ймовірність прискорення не перевищує 3 сигма. Щоб говорити про фундаментальне відкриття, потрібно, як мінімум, 5 сигма».
За його словами, це дуже нагадує дебати у квантовій фізиці, які почалися з того, що на Великому адронному колайдері відкрили частинку з масою 750 ГеВ. Це відкриття спершу мало навіть більшу статистичну значущість – між 3,9 і 3,4 сигма, – і спонукало написання аж 500 теоретичних статей. Однак у серпні оголосили, що нові дані показують, що ймовірність існування цієї частинки не перевищує 1 сигма, а згодом повідомили, що це було всього-на-всього статистичне відхилення і такої частинки взагалі не існує.
Є, щоправда, й інші дані, які підтримують гіпотезу прискореного розширення. Це, зокрема, окремі результати аналізу космічного мікрохвильового фону (тьмяного світіння, що залишилось після Великого вибуху), здійсненого за допомогою телескопу «Планк». Але за словами Субіра Сабкара, «усі ці результати непрямі й виконані у рамках радше гіпотетичної моделі».
«Взагалі-то є один тонкий ефект, званий ефектом Сакса-Вольфа, але переконливих доказів його існування ще не знайшли. – продовжує він. – Тож цілком можливо, що ми пішли хибним шляхом, а ефекти темної енергії – це наслідок аналізу даних у рамках надто спрощеної теорії, яка була створена ще у 1930-ті, задовго до того, як появилися будь-які справжні дані. Складніший теоретичний підхід, який ґрунтується на тезі, що Всесвіт насправді не є гомогенний, а речовина, яка його наповнює, не поводиться як ідеальний газ (два ключових припущення стандартної космології), потенційно можуть пояснити усі ці спостереження і без гіпотези темної енергії. Можуть бути і інші чинники, здатні пояснити поведінку Всесвіту. Наприклад, у фундаментальній науці майже нічого не відомо про енергію вакууму».
Як резюмує професор Саркар, «для того, щоб переконати фізиків, очевидно, потрібно виконати ще дуже багато роботи. Але метою нашого дослідження є показати, що ключова підстава, на якій ґрунтується стандартна космологічна модель, як мінімум, нестабільна. Можливо, це мотивуватиме до ретельнішого аналізу космологічних даних, а також інспіруватиме теоретиків перевіряти складніші космологічі моделі. Справжнього прогресу у цій сфері потрібно очікувати тоді, коли Європейський надзвичайно великий телескоп проводитиме спостереження за допомогою дуже чутливого “лазерного гребінця” і безпосередньо аналізуватиме 15-річний період розширення, щоб встановити, чи воно справді прискорюється».
The universe is expanding at an accelerating rate, or is it?
ScienceDaily, 21/10/2016
Зреферував Євген Ланюк
05.11.2016