«Пригнічений» ріст галактичних скупчень вказує на можливість нової фізики.

Протягом останніх кількох десятиліть астрофізикам доводиться спиратися на так звану стандартну космологічну модель. Це версія устрою та розвитку Всесвіту, складена теоретиками, яка до недавнього часу була найкращою. Загалом вона малює картину, де близько 70 відсотків маси-енергії Всесвіту складає так звана темна енергія, ще 20-25 відсотків — темна матерія, а все звичайне речовина, тобто галактики, зірки, планети тощо, становлять лише жалюгідні чотири відсотки.

Нагадаємо, темна енергія — це гіпотетична невідома сила, яка змушує порожній простір Всесвіту розширюватися, причому з все зростаючою швидкістю. Темна матерія — це припустиме нещо, яке взаємодіє з відомою нам речовиною тільки гравітаційно: воно притягує своєю величезною масою і більше ніяк себе не виявляє. Таким чином, існує дві протилежні сили: гравітація, яка збирає речовину в скупчення, та щось на зразок антигравітації, яка розширює простір-час між цими скупченнями.

При цьому стандартна модель описує, як усе це з часом розвивається та видозмінюється. Вона припускає, що під впливом темної матерії спочатку звичайна речовина сформувала зірки та галактики, а потім вони почали збиратися в усе більші структури і врешті-решт утворили неймовірні нитки вселенської «павутини». Як пояснюють вчені, саме так повинна працювати так звана холодна темна матерія: певні повільно рухомі уявні частинки.

Багато років тому цій теорії протистояла версія «гарячої» темної матерії, згідно з якою еволюція речовини у Всесвіті повинна була відбуватися абсолютно навпаки: спочатку з’явилися надскопчення, а потім вони поступово розділялися на щось більш дрібне. Але цю версію давно відкинули, і зараз займаються пошуками частинок холодної темної матерії.

Тим часом продовжує ставити запитання розширення Всесвіту, тобто дія темної енергії. Справа в тому, що швидкість (а точніше, прискорення) цього розширення вимірювали двома різними способами і отримали два різних результати. За світлом яскравих змінних зірок цефеїд та спалахами наднових обчислили, що при відстані між двома об’єктами 3,26 мільйона світлових років (один мегапарсек) вони віддаляються один від одного зі швидкістю 73 кілометри на секунду, при подвоєнні дистанції ця швидкість також подвоюється і так далі.

Те ж саме вимірювали за стародавнім, так званим реліктовим випромінюванням. Це дуже слабке електромагнітне «ехо» Великого вибуху. За ним вийшло не 73, а лише 68 кілометрів на секунду на кожен мегапарсек відстані. Можна подумати, що на самому початку історії Всесвіту вона розширювалася не так, як зараз. Цю різницю назвали напруженістю Хаббла. Її пропонували пояснити тим, що темна енергія з часом змінює свої властивості. Як варіант, від взаємодії з темною матерією. Так виникла гіпотеза динамічної темної енергії.

Нещодавно астрофізики з США вирішили все це перевірити на прикладі великих галактичних структур, розташованих відносно недалеко від нас. Результатами вони поділилися в статті для Physical Review Letters (доступна на сервері препринтів Корнелльського університету). Вченим вдалося визначити, як обрані численні галактики рухаються не тільки відносно нас, але й відносно одна одної, тобто як зростають і розвиваються їх скупчення.

За словами дослідників, вони спостерігають «пригнічений» ріст великих галактичних структур: він відбувається занадто повільно, щоб його можна було вважати таким, що відбувається під впливом динамічної темної енергії. Отже, напруженість Хаббла в даному випадку не отримала шансів на пояснення, принаймні за допомогою змінюючої темної енергії, і проблема в стандартній космологічній моделі залишається. Астрофізики підозрюють, що для розв'язання цієї вселенської головоломки може знадобитися фундаментально інша теорія.