euro-pravda.org.ua

Космологічна стала змінною.

Дані Dark Energy Spectroscopic Instrument вказують на те, що космологічна стала протягом існування Всесвіту поступово змінюється. Це означає, що вона не є абсолютно сталою, а також з великою ймовірністю спростовує гіпотезу про те, що джерелом цієї «сталої» є вакуум.
Космологическая постоянная на самом деле оказалась изменчивой.

Сучасна космологія визначається рівняннями теорії відносності Ейнштейна. Коли фізик створював свою теорію, він помітив, що ці рівняння не мають такого рішення, при якому Всесвіт статичний. В ту епоху вченим здавалося, що Всесвіт статичний. Тому, щоб таке рішення з'явилося, Ейнштейн ввів у рівняння так званий лямбда-член — константу, з якою статичність забезпечувалася.

У 1924 році радянський учений-метеоролог Олександр Фрідман показав, що Всесвіт нестатичний, тобто розширюється. Ейнштейн спочатку намагався критикувати Фрідмана, потім визнав свою помилку і до початку 1930-х важко, але погодився з думкою про розширення Всесвіту. Після цього він назвав лямбда-член своєю найбільшою помилкою.

Проте в 1998 році з спостережень за далекими надновими несподівано з'ясувалося, що Ейнштейн все ж не помилявся: хоча світобудова нестатична, вона розширюється з прискоренням. Це прискорення не можна поєднати з рівняннями Ейнштейна без введення туди лямбда-члена — правда, вже з іншим значенням. Цю величину прийнято називати космологічною константою.

Роботи колаборації вчених Dark Energy Spectroscopic Instrument (за назвою однойменного інструмента) подарували новий виток цієї історії. Дослідники проаналізували червоне зміщення мільйона галактик. Їхні дані вказують, що з ймовірністю 3,5 сигми лямбда-член у ранньому Всесвіті дещо відрізнявся кількісно від сучасного.

Між тим, найбільш популярною серед багатьох фізиків-інфляціоністів гіпотезою про природу космологічної константи було так зване відштовхуюче вплив вакууму, порожнього простору (або негативний тиск вакууму). При такому сценарії лямбда-член повинен бути строго незмінним, оскільки властивості вакууму не змінюються. Новий результат не має значимості в п’ять сигм, коли можна впевнено говорити про «закриття» негативного тиску вакууму, але відносно близький до цього.

Тому на наступному етапі фізикам-теоретикам доведеться запропонувати інше пояснення темної енергії, тобто прискореному розширенню Всесвіту. Якщо його причина не у вакуумі, повинні бути якісь інші пояснення. На жаль, на сучасному етапі розвитку фізики кількість теорій про темну енергію настільки велика, що і з новими даними між ними доведеться вибирати ще довго.

Фізики-інфляціоністи розробили буквально сотні різних моделей Всесвіту (і це консервативна оцінка). У багатьох з них темна енергія не пов'язана з вакуумом. Інша справа, що наявні гіпотези інфляції достатньо складно підтвердити або спростувати на практиці: через безліч моделей Всесвіту в них кількість прогнозів, які роблять такі моделі, дуже велике, а якісь з цих прогнозів просто через численність завжди будуть збігатися з спостереженнями.

Крім того, існує альтернативний підхід до проблеми: циклічна космологія Всесвіту, найбільш сучасний варіант якої представлений у теорії Миколи Горькавого. Згідно з нею, космологічну константу ще в 2018 році оголосили змінною. Так виходить, оскільки в циклічній космології Горькавого ця «константа» обернено пропорційна радіусу Всесвіту. Відповідно, в міру її розширення прискорення цього розширення повинно падати, що відповідає новим даним Dark Energy Spectroscopic Instrument.

Якщо цей сценарій вірний, у майбутньому розліт Всесвіту в усі сторони зупиниться, після чого почнеться його зворотне стиснення. Згідно з розрахунками, таких циклів розширення — стиснення було дуже (хоча й не безкінечно) багато, і в майбутньому їх кількість також виявиться великою.