Ключово предположение на хипотезата за тъмната енергия може да е погрешно

Астрономи откриха, че може би Вселената не се разширява ускорено, което означава, че няма нужда от съществуването на тъмна енергия.

С името „тъмна енергия“ космолозите обозначават неизвестен фактор, който причинява ускореното разширяване на Вселената, открито през 1998 г. Именно „за откриването на ускоряващото се разширяване на Вселената чрез наблюдение на отдалечени свръхнови“ е дадена Нобеловата награда за физика за 2011 г. Ако я нямаше тъмната енергия, гравитацията би трябвало да забави разширяването.

Това откритие е направено въз основа на измерването на разстояния до много далечни галактики с голямо червено отместване, използвайки метода „стандартни свещи“. Смисълът на метода е, че ако се знае светимостта на източника, тогава разстоянието до него може да се изчисли от степента на отслабване на полученото излъчване (колкото по-далече е "свещта", толкова по-ниска е нейната видима яркост). В астрономията за тази цел се използват свръхнови тип Ia. Те засияват, когато масата на бялото джудже, която нараства за сметка на обкръжаващото я вещество, привлечено под въздействието на гравитацията, достигне определена стойност, наречена граница на Чандрасекар. Тъй като всички такива свръхнови имат приблизително една и съща маса, светимостта им трябва да бъде почти еднаква.

Изследването на свръхновите тип Ia показа, че много далечните галактики са разположени всъщност още по-далеч, отколкото следва от закона на Хъбъл, който свързва разстоянията до галактиките с тяхното червено отместване. Така астрономите стигнаха до извода за ускореното разширяване на Вселената.

Този резултат обаче се основава на предположението, че светимостта на свръхновите тип Ia не се променя с възрастта на галактиките или с други думи, с червено отместване. Анализът на новите наблюдения, направени в продължение на 9 години от южнокорейски астрономи от Университета Йонсей и Института за астрономически и космически науки, показва, че това предположение е най-вероятно погрешно.

Статия, описваща резултатите от това проучване, е приета за публикуване в Astrophysical Journal. Можете да се запознаете с него в сайта arxiv.org.

_{Стандартният космологичен модел предполага ускорено разширяване на Вселената и съществуването на тъмна енергия.}

Корейските астрономи са извършили много точни спектроскопични измервания (съотношението сигнал / шум е приблизително 175), обхващащи повечето от известните галактики от ранен тип, които са родителски галактики за свръхнови тип Ia. С помощта на тези наблюдения са получени най-преките и надеждни оценки за възрастта на различни звездни популации в тези родителски галактики. Изследователите откриват значима корелационна връзка между светимостта на свръхновите и възрастта на звездните популации с вероятност за достоверност от 99,5 процента. По този начин тези резултати представляват най-пряката и строга проверка за възможността за еволюция на светимостта на свръхновите тип Ia, правена някога.

Тъй като звездите предшественици на свръхновите в родителските галактики стават по-млади с увеличаване на червеното отместване, това неизбежно води до сериозна систематична грешка при измерване на космологичните разстояния с помощта на свръхнови. Ако се вземе предвид еволюцията на светимостта на свръхновите, тогава просто няма нужда да се въвежда идеята за тъмната енергия, според изчисленията на екипа на професор Янг-Ук Ли (Young-Wook Lee) от Университета Йонсей (виж графиката: червената линия е влиянието на еволюцията на светимостта на свръхновите (Lee et al., 2019); точките са резултатите от наблюденията (Betul и et al., 2014); пунктираната черна линия е изчислената светимост на свръхновите на базата на директната пропорционалност (законът на Хъбъл); плътната черна линия е отклонението от закона на Хъбъл, което породи хипотезата за тъмната енергия. Графиката показва, че еволюцията на светимостта на свръхновите почти изцяло обясняват наблюдаваните отклонения от закона на Хъбъл).

Тази работа се основава на наблюдения, направени от екипа в продължение на 9 години, използвайки 2,5-метровата обсерватория Лас Кампанас, Чили и 6,5-метровия телескоп MMT, САЩ.

Въз основа на това авторите на изследването смятат, че откритите по-рано от тях корелации на светимостта с морфологията и масата на галактиките, както и със скоростта на образуване на звезди, са най-вероятно свързани с възрастта. Причината за това все още не е ясна.

Това означава, че намаляване на яркостта на свръхновите се случва не само поради увеличаване на разстоянието до тях, но и поради разликата във възрастта на галактиките, в които се намират. Виждаме далечните галактики по-млади от по-близките. Така оценките на разстоянията, използвани за извода за ускореното разширяване на Вселената, са надценени. Поне немалка част от намаляването на яркостта е свързана с еволюцията на светимостта на свръхновите с възрастта. А това поставя под съмнение ускореното разширяване на Вселената и съответно съществуването на тъмна енергия.

Авторите на работата не отричат ​​съществуването на тъмната енергия, но твърдят, че намерената зависимост трябва да бъде проучена подробно в космологията на "стандартните свещи", преди да се обсъжда тъмната енергия. За да поставят резултата си върху по-солидна основа, изследователите ще увеличат броя на изследваните галактики, включително по-далечни.

Коментирайки резултата, проф. Ли, който ръководи проекта, заяви:

„Цитирайки Карл Сейгън, извънредните твърдения изискват извънредни доказателства, но не съм сигурен, че имаме такива извънредни доказателства за тъмната енергия. Резултатът ни илюстрира, че тъмната енергия от космологията на SN, довела до Нобеловата награда за физика за 2011 г., може да е артефакт на крехко и невярно предположение."

Резултатите са представени на 235-ата среща на Американското астрономическо дружество, проведена в Хонолулу, Хавай, на 5 януари. (14:50 ч. В сесията по космология, презентация № 153.05). Статията също е приета за публикуване в Astrophysical Journal и ще бъде публикувана през януари 2020 г.

Справка:

Early-Type Host Galaxies of Type Ia Supernovae. II. Evidence for Luminosity Evolution in Supernova Cosmology, Astrophysical Journal arxiv.org/abs/1912.04903

Източник:

New evidence shows that the key assumption made in the discovery of dark energy is in error, phys.org

Още по темата

30/10/2019

Космос

Ето първите изображения, получени с рентгеновия телескоп за тъмна енергия

13/09/2019

Космос

Има ли черни дупки, състоящи се от ... тъмна енергия?

06/12/2018

Физика

Тъмната материя и тъмната енергия могат да се заменят с отрицателна маса

24/10/2017

Физика

Тъмната енергия оцеля след новата гравитационна вълна, алтернативите се провалиха