Ученые зафиксировали признаки замедления расширения Вселенной

Ученые из Университета Йонсэ в Южной Корее сообщают, что расширение Вселенной, возможно, не ускоряется, как считалось ранее, а замедляется. Эти выводы, основанные на новом исследовании, которое учитывает ранее не принимавшуюся во внимание возрастную погрешность в данных о сверхновых, также предполагают, что тёмная энергия не является статичной, а эволюционирует со временем. Исследователи заявляют, что это помогает объяснить кажущиеся противоречивыми данные наблюдений за прошлым нашей Вселенной.

Научная группа, стоящая за этим революционным открытием, утверждает, что будущее подтверждение их результатов может открыть совершенно новую главу в поиске истинной природы тёмной энергии, помочь в разрешении спорного вопроса о значении постоянной Хаббла и позволить ученым лучше понять прошлое и будущее Вселенной. Как объяснил профессор Чул Чунг, соавтор нового исследования, это указывает на изменяющуюся со временем тёмную энергию и Вселенную, которая больше не ускоряется, что представляет собой потенциальный сдвиг парадигмы в космологии, если выводы подтвердятся.

Ранние космологические модели предполагали, что первоначально быстрое расширение Вселенной, произошедшее примерно 13,8 миллиардов лет назад сразу после Большого Взрыва, начало замедляться под действием гравитации. Однако исследование 1998 года, впоследствии удостоенное Нобелевской премии 2011 года, показало, что расширение Вселенной начало ускоряться примерно через 9 миллиардов лет после Большого Взрыва из-за влияния того, что астрономы позже назвали тёмной энергией. Спустя почти три десятилетия после этого открытия природа тёмной энергии, которая, согласно моделям, составляет около 70% Вселенной, остаётся космологической загадкой.

Согласно ведущему исследователю последнего исследования, профессору Йонг-Вуку Ли, первоначальные оценки, сделанные в 1998 году, основывались на так называемых сверхновых типа Ia. Поскольку астрономы ранее полагали, что понимают жизненный цикл этих сверхновых, их часто использовали в качестве «стандартных свеч» Вселенной для расчёта расстояний и возрастов. В своем новом исследовании Ли, Чунг и их коллеги напрямую измерили свет от галактик-хозяев примерно 300 сверхновых типа Ia. Чунг отметил, что эта информация попросту не была доступна команде, получившей Нобелевскую премию, 27 лет назад.

После проведения стандартизации светимости полученных данных исследовательская группа обнаружила, что более близкие сверхновые из молодых звёздных популяций выглядят «систематически более тусклыми», в то время как сверхновые в более старых и далёких галактиках, напротив, стабильно являются более яркими. Анализ показал, что яркость сверхновых уменьшалась с возрастом их звёздных популяций. Последующая проверка подтвердила эту зависимость с высочайшим уровнем достоверности в 99,999%. Команда Ли предполагает, что это неожиданное потускнение далёких сверхновых вызвано сочетанием космологических эффектов и особенностей звёздной астрофизики.

В заключении своего исследования команда заявила, что после корректировки их данные о сверхновых больше не соответствуют стандартной космологической модели ΛCDM, которая предполагает наличие космологической постоянной. После учёта недавно обнаруженного смещения их исправленные выводы входят в значительное противоречие с моделью ΛCDM. Затем команда Чунга провела перекрёстную проверку, сравнив свои возрастно-скорректированные данные по сверхновым с независимыми результатами измерений барионных акустических осцилляций (BAO) проекта DESI и данными космического микроволнового фона (CMB). Это было сделано для подтверждения согласованности данных, полученных разными космологическими методами. Полученная новая модель расширения Вселенной, основанная на данных BAO и CMB, также находит поддержку в рамках проекта Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).

После проведения сравнения Чунг заявил, что корректировка погрешности затемнения привела к тому, что расстояния до сверхновых согласовались с результатами BAO и реликтового излучения. Профессор Ли объяснил, что в проекте DESI ключевые результаты были получены путём объединения нескорректированных данных о сверхновых с измерениями барионных акустических осцилляций, что, казалось, указывало на то, что хотя Вселенная будет замедляться в будущем, она всё еще ускоряется в настоящий момент. В отличие от этого, анализ команды Йонсэ, применяющий возрастную поправку, показывает, что Вселенная уже сегодня вступила в фазу замедления.

Хотя потенциально исторические находки предполагают, что тёмная энергия не статична, а эволюционирует и значительно ослабевает в течение космологических периодов времени, исследователи предупредили, что они не утверждают, будто тёмная энергия полностью является иллюзией. Чунг подтвердил, что они не говорят, что тёмной энергии не существует. Вместо этого их выводы просто показывают, что стандартное предположение о постоянстве тёмной энергии больше не подходит после корректировки предыдущих данных с учётом яркости сверхновых в зависимости от возраста их галактики-хозяина. Новые данные указывают на изменяющуюся со временем форму тёмной энергии и показывают, что Вселенная больше не ускоряется, а замедляется.

На вопрос о возможных способах подтверждения своих выводов исследователи указали на обсерваторию Веры Рубин в Чили, ввод которой в эксплуатацию ожидается в ближайшем году. Учёные прогнозируют, что после запуска эта обсерватория, оснащённая самой мощной в мире цифровой камерой, обнаружит свыше 20 000 новых сверхновых в течение последующих пяти лет. Чунг заявил, что измерения этих вновь обнаруженных сверхновых позволят провести гораздо более надёжную и окончательную проверку космологических моделей, основанных на сверхновых. В рамках дальнейшей работы по проверке своих результатов команда Университета Йонсэ уже приступила к серии так называемых «свободных от эволюции» тестов, которые позволяют исключить сам эффект, способный давать ложные свидетельства ускоряющегося космического расширения.