Астрономы уверяют, что мы поспешили отказываться от темной энергии

Как вы помните, на этой неделе в мире физики и астрономии кто-то выстрелил из пушки: возможно, расширение Вселенной не ускоряется. В научных отчетах журнала Nature появилась статья, частично опровергающая фундаментальные наблюдения, которые привели к современной точке зрения о том, что темная энергия приводит к ускорению Вселенной. Конечно же, мы сразу решили отказаться от этой странной, непонятной и неуловимой идеи. И поспешили.

В защиту темной энергии выступил известный американский астрофизик Адам Рисс, который получил с коллегами Нобелевскую премию угадайте за что? «За открытие ускоренного расширения Вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых». Свою заметку от опубликовал на Scientific American. Далее от первого лица.

После того, как вы прочитываете эту статью, у вас появляется уверенность, что пересматривать наше нынешнее понимание Вселенной не нужно. Все, что делает эта работа, это слегка уменьшает нашу уверенность в том, что мы знаем — но и то, путем отбрасывания космологических данных, на которых наше понимание было построено. Она также игнорирует важные детали в данных, которые рассматривает. И даже если отринуть эти проблемы, заголовки не правы в любом случае. В исследовании делается вывод, что сейчас мы всего на 99,7% уверены, что Вселенная расширяется в ускоряющемся темпе, но это вряд ли равно «она не ускоряется».

Изначальное открытие, что Вселенная расширяется с возрастающей скоростью, было сделано двумя командами астрономов в 1998 году, используя сверхновые типа Ia в качестве космических измерительных инструментов. Сверхновые — взрывающиеся звезды — это одни из самых мощных взрывов в космосе, эквивалентные миллиарду миллиардов миллиардов атомных бомб, взрывающихся одновременно. Тип Ia это особый вид сверхновых, которые, в отличие от других сверхновых, все они взрываются с одной и той же светимостью всякий раз, вероятно, достигая предела критической массы. Это сходство означает, что различия в их наблюдаемой яркости практически всегда зависят от того, насколько они далеки. Поэтому они идеально подходят для измерения космических расстояний. Кроме того, эти объекты относительно распространены и настолько яркие, что мы видим их за миллиарды световых лет. Мы видим, какой Вселенная была миллиарды лет назад, и можем сравнить это с тем, как она выглядит сейчас.

Эти сверхновые часто называют «стандартными свечами» за их консистенцию, но если точнее, они «стандартизируемые свечи», поскольку на практике их точность и можно улучшать и улучшать за счет учета небольших различий в их взрывах, наблюдая, как долго разворачивается взрыв и как цвет сверхновой краснеет за счет пыли между нами и ними. Поиск способа произведения более точных коррекций и привел к открытию ускоряющейся Вселенной.

Тот недавний документ, который вызвал шумиху в СМИ, использовал каталог сверхновых типа Ia, собранных сообществом (включая нас), который анализировался много раз до этого. Но авторы использовали другой метод включения исправлений — и мы считаем, что это подрывает достоверность их результатов. Они предполагают, что средние свойства сверхновых из каждого образца, использованного для измерения истории расширения, одинаковы, хотя уже было показано, что они разные, и анализы прошлого учитывали эти различия. Однако, даже если игнорируя эти различия, они пришли к выводу, что шанс на ускорение расширения Вселенной составляет примерно 99,7%.

Кроме того, подавляющее большинство астрономов считает, что Вселенная сейчас расширяется быстрее, чем миллиарды лет назад, и это подкреплено не только измерениями сверхновых. Сюда входят крошечные флуктуации в картине реликтового послесвечения Большого Взрыва (космического микроволнового фона) и современный отпечаток этих флуктуаций в распределении галактик вокруг нас (так называемые барионные акустические колебания). Настоящее исследование также игнорирует присутствие существенного количестве вещества во Вселенной, подтвержденное много раз и по-разному с 1970-х годов. Другие данные показывают, что Вселенная расширяется независимо от сверхновых. Если совместить прочие наблюдения с данными сверхновых, мы получим не 99,99-процентную уверенность, а 99,99999-процентную. Это точно.

Теперь мы знаем, что темная энергия, которая, по-нашему, вызывает ускорение расширения Вселенной, составляет 70% Вселенной, и остальное приходится на материю. Природа темной энергии по-прежнему остается одной из крупнейших загадок астрофизики. Но нет никаких активных споров на тему существования темной материи и никто уже не обсуждает ускорение расширения, поскольку эта картина была зацементирована десяток лет назад.

Есть много новых крупных исследований, как на земле, так и в космосе, основной приоритет которых — в течение следующих двадцати лет точно выяснить, чем эта темная энергия может быть. На данный момент мы должны продолжать совершенствовать наши измерения и подвергать сомнению наши предположения. Хотя эта недавняя работа не опровергает никаких теорий, очень хорошо, что мы можем сделать секундную паузу и напомнить, насколько велики вопросы, которые мы пытаемся решить, как мы пришли к своим текущим выводам и насколько серьезно нам следует проверять каждый кирпич нашего понимания.