Можливо, немає таємничої “темної” сили, яка прискорює розширення Всесвіту. Правда може бути ще дивнішою – бульбашки простору, де час проходить із різко різними швидкостями.
Плин часу не є постійним, як нам здається. У районах з вищою гравітацією час проходить повільніше, ніж у районах із слабкішою гравітацією, що може мати значні наслідки для того, як ми оцінюємо швидкість космічного розширення згідно з новою моделлю, відомою як таймскейп-космологія.
Різниця у швидкості часу в різних областях Всесвіту може додати мільярди років, даючи деяким районам більше часу для розширення, ніж іншим. Коли ми дивимося на далекі об’єкти через ці бульбашки спотворення часу, це може створювати ілюзію прискореного розширення Всесвіту.
Два нових дослідження проаналізували понад 1500 наднових, щоб перевірити ймовірність цієї концепції, і з’ясували, що модель таймскейп може краще узгоджуватися зі спостереженнями, ніж наша поточна найкраща модель.
Стандартна космологічна модель досить добре пояснює Всесвіт – якщо трохи підлаштувати числа. Здається, що бракує маси для пояснення гравітаційних ефектів, які ми спостерігаємо, тому ми вигадали невидимий замінник, який назвали темною матерією.
Також існує загадкова сила, яка протидіє гравітації, змушуючи космос розширюватися з прискоренням. Ми ще не знаємо, що це, тому назвали її темною енергією. Усе це разом із звичайною матерією утворює модель, відому як модель ламбда-холодної темної матерії (ΛCDM).
Однак ця модель використовує спрощене рівняння, яке припускає, що Всесвіт є однорідним і розширюється однаковою швидкістю всюди. Але це далеко від реальності: ми бачимо величезну космічну павутину, пронизану нитками галактик, розділеними пустотами, порожнішими, ніж можна уявити.
Таймскейп-космологія враховує цю “грудкуватість”. Більше матерії означає сильнішу гравітацію, а отже, повільніший час – наприклад, атомний годинник у галактиці може тикати до третини повільніше, ніж такий самий годинник у центрі порожнечі.
Коли це простягнути на величезний вік Всесвіту, у порожнечах може пройти на мільярди років більше, ніж у густих районах. Це означає, що більше розширення відбулося у порожнечах, створюючи ілюзію прискореного розширення без потреби у темній енергії.
У 2017 році астрономи з Університету Кентербері в Новій Зеландії перевірили таймскейп-космологію і з’ясували, що вона краще узгоджується з спостереженнями, ніж ΛCDM. Однак потрібні були додаткові дані.
У нових дослідженнях команда з Університету Кентербері та Німецького університету Гейдельберга проаналізувала каталог із 1535 наднових типу Ia. Ці вибухи завжди мають передбачувану яскравість, тому зсуви їхнього світла надійно розкривають відстань, швидкість і напрямок руху. Їх часто називають “стандартними свічками”.
Цього разу астрономи заявили, що отримали “дуже сильні докази на користь таймскейпу порівняно з ΛCDM”. Це може означати необхідність перегляду основ космології.
“Темна енергія – це неправильна ідентифікація варіацій кінетичної енергії розширення, яка не є однорідною у грудкуватому Всесвіті, в якому ми живемо”, – зазначив фізик Девід Вілтшир з Університету Кентербері.
“Це дослідження надає переконливі докази, які можуть вирішити ключові питання про наш розширюваний космос. Завдяки новим даним найбільшу загадку Всесвіту може бути вирішено до кінця десятиліття”.
Обидва дослідження були опубліковані в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
