"Самая большая ошибка" Эйнштейна может быть ключом к тайне быстрого расширения Вселенной
Более века назад знаменитый физик-теоретик Альберт Эйнштейн в своей теории относительности предложил "космологическую постоянную" – вид энергии, обеспечивающий постоянство Вселенной. Впоследствии, когда другие ученые доказали, что Вселенная расширяется, он назвал свою идею "величайшей ошибкой", но, вероятно, гениальный ученый погорячился.
Об этом в статье для The Conversation написал астрофизик и космолог из Австралийского национального университета Брэд Такер. Вместе с коллегами он провел исследование, которое будет опубликовано в Astronomical Journal, обнаружившее, что идея Эйнштейна может быть очень полезной.
Известно, что атомы и молекулы, из которых состоят люди, Земля и почти все, что можно увидеть, составляют лишь 5% Вселенной. Еще 25% наполнено таинственной "темной материей", которую мы не видим, но замечаем следы, наблюдая ее влияние на нормальную материю через гравитацию.
Остальные 70% космоса состоят из "темной энергии". Эта неизвестная форма энергии была открыта в 1998 году и, как считается, заставляет Вселенную расширяться с постоянно растущей скоростью.
Такеру и его коллегам в проведенном исследовании удалось измерить свойства темной энергии более подробно, чем когда-либо прежде. Их данные свидетельствуют о том, что отвергнутая Эйнштейном ошибка могла быть очень близка к истине.
Общая теория относительности, разработанная Эйнштейном, свидетельствовала о том, что Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься. Физик решил, что это неправильно, а потому ввел в свои уравнения "космологическую постоянную" – вид энергии, присущий пустому пространству. Это позволило уравновесить силу гравитации и сохранить статичность Вселенной.
Впоследствии, правда, физик назвал такое решение своей "наибольшей ошибкой", поскольку более поздние работы Генриетты Свон Левитт и Эдвина Габбла обнаружили, что Вселенная расширяется.
Уже в 1998 году оказалось, что он не просто расширяется, но этот процесс ускоряется. Это намекало на то, что может существовать что-то очень похожее на космологическую константу Эйнштейна – то, что сейчас принято считать темной энергией.
Чтобы измерить природу этой темной энергии, ученые использовали сверхновые звезды и обнаружили, что темная энергия никоим образом не меняется в процессе расширения Вселенной. То есть она не растекается и не становится слабее. Ученые измеряют ее числом, которое называется w и фактически установлено Эйнштейном на уровне минус 1.
Как пояснил Такер, хотя определить это достаточно сложно, на самом деле нужно лишь найти сверхновую определенного типа и наблюдать за ней.
В своем исследовании ученые изучали сверхновые типа Ia (читается "один а") – это белые карликовые звезды, которые часто всасывают вещество из соседней звезды и растут, пока не достигнут массы, в 1,44 раза больше массы нашего Солнца, а затем взрываются.
Именно последствия этого взрыва и интересуют ученых. Поскольку ученые знают, насколько мощным является взрыв в реальности, они сравнивают его с мощностью света, который видят через телескопы и таким образом могут определить, как далеко от нас произошел этот взрыв.
В общей сложности исследование, участником которого был Такер, длилось почти десять лет. За это время они увидели взрывы около 1500 звезд.
Их подсчеты показали, что значение w, установленное Эйнштейном на уровне -1 является, вероятно, несколько неточным.
"Мы нашли w = -0,80±0,18, то есть где-то между -0,62 и -0,98. Это очень интересный результат. Он близок к -1, но не совсем там. Чтобы быть космологической постоянной, или энергией пустого пространства, она должна была равняться именно -1", – пояснил Такер.
Вместе с тем он не исключает, что Эйнштейн все же мог быть точным по отношению к значению w, просто существующая модель темной энергии может быть недостаточно сложной. Такер считает, что, возможно, ученым нужна новая модель, которая предполагала бы, что эта загадочная энергия может изменяться в течение жизни Вселенной.
Ранее OBOZ.UA рассказывал о том, что исследование ученых обнаружило, что Вселенная, похоже, замедлила свою эволюцию.
Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.