Промени размера
Аа Аа Аа Аа Аа

Космологичната константа се оказа променлива

18 декември 2024, 08:20 часа • 298 прочитания

Данните от Dark Energy Spectroscopic Instrument показват, че космологичната константа постепенно се променя за времето на съществуване на Вселената. Това означава, че тя не е съвсем постоянна и също така със значителна вероятност изключва хипотезата, че източникът на тази „константа“ е вакуум.

Съвременната космология се определя от уравненията на теорията на относителността на Айнщайн. Когато той създава своята теория, забелязва, че тези уравнения нямат решение, в което Вселената е статична. По това време на учените им се струвало, че Вселената е статична. Следователно, за да се появи такова решение, Айнщайн въвежда в уравнението така наречения ламбда член – константа, с която се осигурява статичност.

Най-точното измерване на тъмната енергия казва, че Вселената няма да се "разпръсне на атоми"

През 1924 г. съветският космолог Александър Фридман създава теорията, че Вселената не е статична, т.е. разширява се, която по-късно се потвърждава от Едуин Хъбъл. Айнщайн първо се опитва да критикува Фридман, след това признава грешката си и до началото на 30-те години на миналия век той се съгласява с идеята за разширяването на Вселената. След това нарича ламбда своята най-голяма грешка.

Но през 1998 г. от наблюдения на далечни свръхнови неочаквано станало ясно, че Айнщайн все пак не е сбъркал: въпреки че Вселената не е статична, тя се разширява с ускорение. Това ускорение не може да се съвмести с уравненията на Айнщайн, без да се въведе ламбда член – макар и с различна стойност. Тази величина е прието да се нарича космологична константа.

Работата на колаборацията учени Dark Energy Spectroscopic Instrument (по названието на едноименния инструмент) дава нов обрат на тази история. Изследователите анализирали червеното отместване на милион галактики. Техните данни показват, че с вероятност от 3,5 сигма ламбда членът в ранната Вселена е бил малко по-различен количествено от съвременния.

Междувременно най-популярната хипотеза сред много физици инфлационисти за природата на космологичната константа беше така нареченото тласкащо влияние на вакуума – празното пространство (или отрицателното вакуумно налягане). В този сценарий ламбда членът трябва да бъде абсолютно неизменен, тъй като свойствата на вакуума не се променят. Новият резултат няма пет сигма значимост, когато може уверено да се говори за „затваряне“ на отрицателното налягане на вакуума, но е относително близо до това.

Затова на следващия етап физиците теоретици ще трябва да предложат друго обяснение за тъмната енергия, тоест ускореното разширяване на Вселената. Тъй като причината не е във вакуума, трябва да има някакво друго обяснение. За съжаление броят на теориите за тъмната енергия е толкова голям, че дори с нови данни ще отнеме много време, за да се избере между тях.

Физиците инфлационеисти са разработили буквално стотици различни модели на Вселената. В много от тях тъмната енергия не е свързана с вакуума. Друг е въпросът, че съществуващите инфлационни хипотези са доста трудни за потвърждаване или опровергаване на практика: поради изобилието от модели на Вселената в тях броят на прогнозите, които правят такива модели, е много голям и някои от тези прогнози просто винаги ще съвпадат с наблюденията.

Както смяташе Айнщайн: разширението на Вселената може да е мираж

Освен това има алтернативен подход към проблема: циклична космология на Вселената, чиято най-съвременна версия е представена в теорията на Николай Горки. Според него космологичната константа е обявена за променлива още през 2018 г.

Така се получава, защото в цикличната космология на Горки тази „константа“ е обратнопропорционална на радиуса на Вселената. Съответно, докато се разширява, ускорението на това разширяване трябва да намалява, което съответства на новите данни от Dark Energy Spectroscopic Instrument.

Ако този сценарий е верен, в бъдеще разширяването на Вселената във всички посоки ще спре, след което ще започне нейното обратно свиване. Според изчисленията е имало много (макар и не безкрайно) такива цикли на разширяване и свиване и в бъдеще техният брой също ще бъде голям.

Последвайте ни в Google News Showcase, за да получавате още актуални новини.
Антония Михайлова
Антония Михайлова Отговорен редактор
Новините днес