Вселенная всегда хранила в себе тайны, разжигающие наше любопытство. Как мы сейчас понимаем, ткань Вселенной состоит из трёх основных компонентов: «обычная материя», „тёмная энергия“ и „тёмная материя“. Однако новые исследования переворачивают эту устоявшуюся модель с ног на голову.
Раджендра Гупта — опытный профессор физики, который не боится ставить под сомнение статус-кво. Благодаря многолетним исследованиям Гупта в корне меняет наше представление о Вселенной.
Гупта, работающий в Университете Оттавы, провёл исследование, в котором предположил, что для объяснения работы Вселенной нам, возможно, не нужны тёмная материя и тёмная энергия. Это смелое заявление привлекло внимание научного сообщества.
«Усталый свет» и теория ККС
В основе исследования Гупты лежит модель, объединяющая две теории: ковариации констант связи (ККС) и «усталого света» (УС).
Нас всегда учили, что фундаментальные константы природы — такие как скорость света или заряд электрона — неизменны. Но что, если они всё-таки не являются неизменными?
Теория ККС предполагает, что эти константы могут меняться во Вселенной. Если это так, то это может изменить наше понимание всего — от мельчайших частиц до крупнейших галактик.
Есть ещё идея «усталого света». Обычно мы думаем, что красное смещение света от далёких галактик — то, как свет растягивается на более длинные, красные волны — происходит из-за расширения Вселенной. Но модель УС предлагает другой вариант: возможно, свет теряет энергию на огромных расстояниях. Эта потеря энергии может вызвать красное смещение без необходимости расширения Вселенной.
Что же получится, если соединить эти две теории вместе? Модель ККC+УС призвана создать новую основу для понимания космических явлений.
Учитывая, что константы могут меняться, а свет может терять энергию со временем, эта модель предлагает альтернативные объяснения наблюдений, которые озадачивали учёных на протяжении десятилетий.
Почему большинство учёных считают тёмную материю реальной
Почему же мы считаем тёмную материю реальной, если не можем её увидеть? Ещё в 1930-х годах астроном Фриц Цвикки заметил, что галактики в скоплении движутся так, что их масса не совпадает с видимой.
Нечто невидимое оказывало на них гравитационное воздействие. С тех пор появилось больше доказательств, например то, как вращаются галактики — они вращаются быстрее, чем должны были бы, если бы в них участвовала только видимая материя.
Согласно большинству теорий, тёмная материя играет огромную роль в устройстве Вселенной. Кажется, что она удерживает галактики вместе, действуя как невидимый клей. Без неё у галактик не было бы достаточной массы, чтобы оставаться целыми. Она также влияет на то, как свет проходит через пространство, изгибая его таким образом, что помогает нам определить, где может скрываться тёмная материя.
Ставим под вопрос необходимость тёмной материи
В течение многих лет тёмная материя была основным объяснением поведения галактик и движения звёзд, из-за чего общепринятый возраст Вселенной составляет примерно 13,8 миллиарда лет. Считается, что она составляет около 27% наполнения Вселенной, на обычную материю приходится менее 5%, а остальное — тёмная энергия. Но результаты исследования Гупты вносят разлад в эту модель.
«Результаты исследования подтверждают нашу предыдущую работу, в которой мы предположили, что возраст Вселенной составляет 26,7 миллиарда лет, что отрицает необходимость существования тёмной материи», — объясняет он.
«В отличие от стандартных космологических теорий, в которых ускоренное расширение Вселенной приписывается тёмной энергии, наши результаты показывают, что это расширение обусловлено ослаблением сил природы, а не тёмной энергией», — продолжает Гупта.
Красные смещения и космические наблюдения
Значительная часть исследований Гупты посвящена «красным смещениям», когда свет, проходя через космос, тяготеет к красному концу спектра. Анализируя данные о том, как распределяются галактики на низких красных смещениях, и модели, наблюдаемые в ранней Вселенной на высоких красных смещениях, он строит аргументы против существования тёмной материи.
«Есть несколько работ, которые ставят под сомнение существование тёмной материи, но моя — первая, насколько мне известно, которая исключает её космологическое существование и при этом согласуется с ключевыми космологическими наблюдениями, которые мы успели подтвердить», — уверенно заключает Гупта.
Что все это значит?
Если модель ККC+УС окажется верной, она может перевернуть многое из наших нынешних представлений. Она может дать новые объяснения таким явлениям, как космическое микроволновое фоновое излучение или формирование и эволюция галактик.
Теория Гупты напрямую опровергает общепринятую теорию Большого взрыва, которая является отправной точкой для определения возраста Вселенной в 13,8 миллиарда лет, и может открыть новые пути для размышлений в космологии.
Критики отмечают, что существует множество данных, подтверждающих существующие модели, например, постоянство физических законов и расширение Вселенной. Модель ККС+УС должна давать проверяемые предсказания, которые можно подтвердить или опровергнуть с помощью наблюдений и экспериментов.
Тёмная материя, Большой взрыв и следующие шаги
Итак, что же мы будем делать дальше? Являются ли тёмная энергия и тёмная материя просто конструкциями научных умов, пытающихся заставить работать математику теории Большого взрыва? Может ли Вселенная на самом деле быть возрастом 26,7 миллиарда лет, а не 13,8 миллиарда лет?
Исследователи упорно пытаются найти способы проверить модель ККС+ТЛ. Они наблюдают за далёкими звёздами, измеряют космическое излучение и анализируют огромные объёмы данных. С развитием технологий, особенно с появлением более мощных телескопов и детекторов, мы сможем собрать доказательства, необходимые для подтверждения или опровержения этих новых теорий.
В конце концов, стремление понять Вселенную похоже на сборку гигантского пазла без окончательной картины. Каждая новая деталь или идея помогает нам увидеть немного больше, даже если это означает переосмысление тех частей, которые, как нам казалось, мы понимали.
Станет ли модель ККС+УС ключевой частью космологии или приведёт нас к другим открытиям — всё это часть захватывающего путешествия к постижению космоса.
