Темная энергия или «глючная» гравитация? Новая теория пытается объяснить напряжение Хаббла

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Наука и космос

Вселенная — место, полное загадок. Одна из них, темная энергия, заставляет пространство расширяться с ускорением, но ее природа остается непостижимой. Ученые выдвигают различные гипотезы, пытаясь объяснить этот феномен. Одна из интригующих теорий предполагает, что гравитация, эта краеугольная сила Вселенной, может вести себя по-разному на разных масштабах.

«Глючная» гравитация, вольная интерпретация
Автор: Designer

Представьте себе Вселенную, где гравитация, управляющая движением галактик, отличается от гравитации, определяющей движение планет вокруг Солнца. Это и есть идея «космического глюка» — модель, в которой гравитационная постоянная изменяется при переходе от масштабов, превосходящих горизонт видимой Вселенной, к масштабам нашей Солнечной системы.

Такое изменение гравитации можно представить как дополнительную форму темной энергии — невидимой сущности, влияющей на расширение Вселенной. При этом эта «темная энергия» может иметь как положительную, так и отрицательную плотность энергии, что существенно отличает ее от обычной темной энергии.

Эволюция в модели CGG. На верхней панели показаны эффекты Ωg на плотность энергииплотности Ωi(z) для фотонов, барионов, МЧР, нейтрино (включая как массивные, так ибезмассовые виды) и компоненты темной энергии, соответственно. Мы используем темную (светлую) заштрихованную область, чтобыдля обозначения областей, соответствующих отрицательным (положительным) значениям Ωg относительно ΛCDM. Нижняя панельпоказано уравнение состояния для компонента темной энергии wDE(z) для различных значений Ωg. Сплошнаясиняя линия показывает эволюцию Вселенной с Ωg = 0, что соответствует стандартной ΛCDM-космологиис wDE = wΛ = -1. Синие пунктирные линии показывают уравнение состояния для излучения (wr =13) иматерии (wm = 0), которые наш компонент CGG отслеживает, соответственно, в разные эпохи.
Автор: Robin Y. Wen et al JCAP03(2024)045 DOI 10.1088/1475-7516/2024/03/045 CC-BY 4.0 Источник: iopscience.iop.org

Исследователи из Канады и США проанализировали данные, собранные космическим телескопом «Планк», и обнаружили удивительный факт: модель с отрицательной плотностью «темной энергии» оказывается предпочтительнее. Это означает, что гравитация на больших масштабах может быть слабее, чем мы привыкли думать.

Более того, эта модель может помочь разрешить некоторые противоречия в современных космологических данных. Например, существует расхождение в оценках скорости расширения Вселенной, полученных разными методами. Модель «космического глюка» с отрицательной плотностью «темной энергии» позволяет получить более высокую скорость расширения, приближаясь к результатам, полученным с помощью наблюдений сверхновых звезд.

Ограничения параметров для основных семи космологических параметров {Ωbh 2, Ωch 2, H0, τreio, ln(1010As), ns, Ωg} моделей ΛCDM и CGG (ΛCDM+Ωg) с использованием данных Planck18 (T, T E+lowE+lensing likelihood). данных Планка18 (T T, T E, EE+lowE+вероятность линзирования). Модель ΛCDM эквивалентна модели CGG с фиксированным Ωg = 0
Автор: Robin Y. Wen et al JCAP03(2024)045 DOI 10.1088/1475-7516/2024/03/045 CC-BY 4.0 Источник: iopscience.iop.org

Однако, как и любая теория, модель «космического глюка» не лишена недостатков. Она ухудшает соответствие данных по барионным акустическим осцилляциям — волнам плотности, оставшимся от ранней Вселенной. Это означает, что ученым предстоит еще много работы, чтобы до конца разобраться в этой загадке.

Современные измерения непостоянного параметра космического глюка Ωg в зависимости от Хаббловского радиуса на момент измерения. Линии и серая область показывают линейную экстраполяцию (+-1 σ) до масштабов Планка и де Ситтера (или темной энергии), что говорит о том, что глюк может исчезнуть по мере приближения нашей Вселенной к фазе де Ситтера, в то время как в момент Большого взрыва, когда кривизна приближается к планковскому масштабу, она равна O(1). приближается к планковскому масштабу.
Автор: Robin Y. Wen et al JCAP03(2024)045 DOI 10.1088/1475-7516/2024/03/045 CC-BY 4.0 Источник: iopscience.iop.org

В будущем ожидается появление новых, более точных данных о Вселенной. Это позволит ученым с большей уверенностью сказать, существует ли «космический глюк» в гравитации или нет. Если эта теория подтвердится, она откроет новые горизонты в нашем понимании Вселенной и ее фундаментальных законов. Возможно, мы даже приблизимся к разгадке тайны темной энергии и ее роли в эволюции космоса.

Составление ограничений на параметр космического глюка Ωg с использованием различных комбинаций данных
Автор: Robin Y. Wen et al JCAP03(2024)045 DOI 10.1088/1475-7516/2024/03/045 CC-BY 4.0 Источник: iopscience.iop.org

Так что, возможно, гравитация — это не просто сила, а сложный и динамичный феномен, изменяющийся в зависимости от масштаба. И «космический глюк» — это лишь первый шаг на пути к пониманию ее истинной природы.

Если гравитация на больших масштабах слабее, почему галактики не разлетаются в разные стороны?

На самом деле, галактики действительно разлетаются, но не из-за ослабления гравитации, а из-за расширения самого пространства Вселенной. Это расширение происходит под действием темной энергии, природа которой до сих пор остается загадкой. Модель «космического глюка» предлагает альтернативное объяснение этой темной энергии, связывая ее с изменением гравитации на больших масштабах.

Может ли «космический глюк» быть связан с другими загадками Вселенной, например, с темной материей?

Пока что нет прямых доказательств связи «космического глюка» с темной материей. Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует со светом, но оказывает гравитационное влияние на видимую материю. Однако, некоторые теории предполагают, что темная материя и темная энергия могут быть двумя проявлениями одной и той же сущности, и «космический глюк» может стать ключом к пониманию этой связи.

Если модель «космического глюка» подтвердится, как это повлияет на наше представление о Вселенной?

Подтверждение этой модели приведет к пересмотру наших фундаментальных представлений о гравитации и ее роли в эволюции Вселенной. Это откроет новые направления в космологии и физике элементарных частиц, возможно, приведя к созданию единой теории, объединяющей все силы природы.

12 комментариев

d
Одна из них, темная энергия, заставляет пространство расширяться с ускорением, но ее природа остается непостижимой.

автор забыл дописать «исключительно для автора»
A
Не только для автора. Расширение само по себе — решение уравнений Эйнштейна. Еще Фридман показал. Расширение с ускорением — результат добавления лямбда-члена в уравнения Эйнштейна — чисто математический трюк для описания наблюдений. Каков физический смысл и природа этого лямда-члена — никто не знает. Но добавлен в тензор энергии, потому и назван темной энергией.
Вот и просветите нас, неграмотных, что там такое добавили в уравнения Эйнштейна, если знаете, конечно. Но я подозреваю, что вы не имеете никакого представления об ОТО кроме «это ерунда».
d
гравитация, эта краеугольная сила Вселенной

она не краеугольная сила. и вообще, сил всегда 2, как плюс и минус. так же и с гравитацией.
A
Сейчас известно четыре силы. Мобильные телефоны и атомные электростанции не дадут соврать, не говоря о законах тяготения. О каких двух силах вы постоянно говорите?
d
удивляет упрямство этих псевдоученых, которые придумывают всякую хрень, лишь бы подтасовать реальные данные под свои «теории всего». ну очевидно же, что все их теории лишь теории и пространство устроено по-другому. но нет, куда там, истину принимать не хотят и только плодят очередную ерунду.
A
Ну так приведите эту истину. Желательно в виде уравнений, подобных уравнениям Максвелла, Эйнштейна или Дирака. А то получается такой треп вроде того, что ОТО — ерунда потому что ерунда.
A
Темная материя — это гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует со светом, но оказывает гравитационное влияние на видимую материю.

Гравитация отлично влияет на свет — искривление лучей возле массивных тел не даст соврать.
Поэтому не надо в очередной раз выдавать такие безграмотные заявления.
101088209368274208995@google
А что мешает искривлять лучи обычной барионной материи? Свет ведь искривляется рядом с «обычными» объектами)
Что за бредовый комментарий?)
A
А что такое барионная материя, позвольте поинтересоваться? Если атомы, то почему электроны не добавляете?
101088209368274208995@google
«Барио́нная материя — материя, состоящая из барионов (нейтронов, протонов) и электронов. То есть привычная форма материи, вещество.»
А по сути будут уточнения или все?)
A
Да просто забавно, как в барионы, то бишь частицы из трех кварков, записывают лептоны, но забывают про частицы из пары кварков. Или это другое?
А по сути мой комментарий вы не поняли. Любая масса искривляет пространство, хоть барионная, хоть «чернодырная».
101088209368274208995@google
То есть уже зафиксировано искривление пространства темной материей? Забавно и как я это пропустил)

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Первый гревел Shulz: изучаем прототип велосипеда The Lightning

Бренд Shulz наконец-то дал возможность всесторонне рассмотреть, что из себя будет представлять первый гревел компании. Выпущенный видеоролик-анонс состоит из двух частей. В первой ведущий канала...

С какой скоростью надо ездить по лужам

В дождливую погоду дороги становятся особенно коварными, а лужи на асфальте — не просто лужи, а настоящие испытания для водителя и его автомобиля. Каждая такая встреча скрывает риски: от...

Почему на современных стиральных машиных нельзя отключить отжим, и как это исправить вручную

Если на моделях стиральных машин 7-10 летней давности управление оборотами отжима (вплоть до 0) было базовой возможностью, то у современной техники подобная функция встречается всё реже. Но для...

Как можно узнать, сколько герц в экране Айфона и на что они влияют

В мире смартфонов происходит настоящая революция, связанная с частотой обновления экранов. Долгое время стандартом считались 60 Гц, но теперь производители, включая Apple, переходят на более...

Как одеваться в жаркую погоду, чтобы было комфортно

Лето — пора яркого солнца и прогулок на свежем воздухе. Но высокая температура может стать настоящим вызовом, если тщательно не продумать образ. Поговорим о том, как правильно одеваться...

Обзор MobaPad M6S: максимально удобная альтернатива Joy-Conn для Nintendo Switch

Над альтернативой для штатных Joy-Conn игровой консоли Nintendo Switch работали сразу несколько производителей, причем относительного успеха добился каждый из них, но по возможностям лучше, чем...