Ученые усомнились в ускорении расширения Вселенной

Пять лет назад Нобелевскую премию по физике присудили трем астрономам за их открытие, совершенное в конце 90-х годов прошлого века. Они обнаружили, что Вселенная расширяется все быстрее и быстрее. Выводы ученых были основаны на анализе сверхновых типа Iа — впечатляющих термоядерных взрывах умирающих звезд — которые наблюдал космический телескоп Хаббл и наземные телескопы. Все это привело к широкому принятию идеи, что Вселенная наполнена загадочной субстанцией, темной энергией, которая приводит к ускорению расширения.

И вот группа ученых под руководством профессора Субира Саркана из отделения физики Оксфордского университета выразила сомнение в этой стандартной космологической концепции. Используя значительно расширенный набор данных — каталог из 740 сверхновых типа Ia, более чем в 10 раз превышающий по размерам оригинальную выборку — ученые выяснили, что сведения о расширении могут быть менее точными, чем считалось раньше. Данные соответствуют постоянному темпу расширения.

Исследование было опубликовано в Scientific Reports журнала Nature.

Профессор Саркар, работающий также в Институте Нильса Бора в Копенгагене, сообщил следующее: «Открытие ускоряющегося расширения Вселенной заслужило Нобелевскую премию, премию Грубера и премию Прорыв в области фундаментальной физики (Breakthrough Prize in Fundamental Physics). Это привело к широкому распространению идеи о том, что во Вселенной преобладает «темная энергия», которая ведет себя как космологическая константа — и теперь это «стандартная модель» космологии.

Однако сейчас существует гораздо большая база данных сверхновых, на основе которых можно провести строгий и подробный статистический анализ. Мы проанализировали новейший каталог из 740 сверхновых типа Ia — в десять раз больше, чем было в оригинальной выборке — и выяснили, что свидетельство ускоряющегося расширения соответствует в лучшем случае, как говорят физики, «3 сигма». Это далеко от 5 сигма, которые требуются по стандарту, чтобы открытие имело принципиальную значимость.

Аналогичным примером в этом контексте было бы недавнее предположение существования новой частицы массой 750 ГэВ на основе данных Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. Изначально у него была высокая значимость — 3,9 и 3,4 сигма в декабре прошлого года — и написано больше 500 теоретических работ. Но в августе было объявлено, что новые данные показывают, что значимость упала до уровня менее 1 сигма. Все оказалось статистической флуктуацией и никакой частицы нет».

Есть и другие данные, которые должны поддерживать идею ускоряющегося расширения Вселенной, например, информация о космическом микроволновом фоне — слабого послесвечения Большого Взрыва — полученная спутником Планка. Однако профессор Саркар говорит, что «все эти тесты являются косвенными, осуществляются в рамках предполагаемой модели, а на реликтовое излучение не оказывает прямого влияния темная энергия. На самом деле, может иметь место слабый эффект Сакса-Вольфа, но четкого подтверждения этому пока не было».

«Вполне возможно, что нас ввели в заблуждение, а видимое проявление темной энергии является следствием анализа данных в рамках упрощенной теоретической модели — которая была принята за факт в 1930-х годах, задолго до появления нормальных данных. Более сложные теоретические рамки, учитывающие то, что Вселенная не совсем однородна и что ее вещественное содержимое может и не вести себя как идеальный газ — два ключевых допущения стандартной космологии — могут объяснить все наблюдения без необходимости включения темной энергии. Да и касательно энергии вакуума, у нас нет совершенно никакого ее понимания в фундаментальной теории.

«Естественно, придется проделать много работы, чтобы убедить в этом сообщество физиков, но наша работа должна продемонстрировать, что ключевой столп стандартной космологической модели весьма зыбкий. Надеюсь, это побудит нас лучше анализировать космологические данные, а также разрабатывать другие космологические модели».