Время внутри нашей галактики течет медленнее, чем снаружи
Исследователи из Университета Кентербери в Новой Зеландии утверждают, что темной энергии не существует. Это открытие помогает разобраться с главным парадоксом Вселенной – с тем, что она расширяется быстрее, чем предсказывает современная теория — стандартная космологическая модель.
Без тормозов
Существенное расхождение между теоретическим и наблюдаемым представляют собой самую интригующую загадку современной науки. Астрономы не могут склониться к единому мнению по этому вопросу с 1988 года. Данные, полученные тогда с космического телескопа Хаббл (Hubble Space Telescope), свидетельствовали: галактики ведут себя не так, как им «предписано» — разбегаются с повышенной скоростью. Обнаруженный феномен получил название «напряжение Хаббла».
Масштабные исследования, проведенные в последние годы, лишь подтвердили справедливость первоначальных выводов.
В 2021 году, к примеру, скорость расширения Вселенной измерили ученые Калифорнийского университета (University of California, Berkeley), наблюдая в рамках обзора MASSIVE за соседними массивными галактиками, которые располагаются в радиусе 100 мегапарсеков (Mpc) от Земли – это 330 миллионов световых лет. Под руководством профессора астрономии и физики Ма Чунь-Пэя (Chung-Pei Ma) они, используя наземные и космические телескопы, наблюдали за изменениями яркости 63 эллиптических галактик. Что позволило определить расстояния до каждой, скорость их разбегания и, соответственно, «напряжение Хаббла».
Результаты совпали с теми, которые получили ученые из Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University), ведомые Адамом Рисом (Adam Riess) — нобелевским лауреатом — еще в 2011 году он удостоился престижной премии по физике, как раз доказывающей, что Вселенная расширяется с ускорением.
Его команда сначала использовала все тот же Hubble Space Telescope, а потом и «Джемс Уэбб» (James Webb Space Telescope, JWST).
Чем дальше, тем быстрее
Принято считать, что с увеличением расстояния до какой-нибудь галактики на мегапарсек — это примерно 3,3 миллиона световых лет — скорость ее убегания возрастает примерно на 67 километров в секунду. А согласно измерениям Рисса, Ма Чунь-Пэй и других «проверяющих» скорость возрастания составила 73 километра в секунду. Или около того (73.3±12.4 km/s/Mpc). Разница составила от 8 до 12 процентов.
Причина «напряжения Хаббла» неизвестна. Равно, как не понятно и то, почему Вселенная вообще расширяется с ускорением. После Большого взрыва – начала всех начал – ей, за счет гравитационных сил, следовало бы расширяться с замедлением.
Чтобы как-то объяснить наблюдаемое, астрономы прибегли к темной энергии – некую загадочную субстанцию, которая равномерно заполняет почти 70 процентов Вселенной. Мол, вот это «то не знаю что» и заставляет ее – Вселенную – расширяться быстрее и быстрее, расталкивая галактики.
Природа темной энергии не определена – астрономы пока не в курсе. Но это не мешает им считать, что таинственная субстанция есть, и использовать силу ее влияния в расчетах.
Луч света в темном царстве
Новаторы из Новой Зеландии, ведомые профессором Дэвидом Уилтширом (David L Wiltshire), поняв за сверхновыми, объяснили ускоренное расширение Вселенной без темной энергии. Почти революция – это «луч света в темном царстве».
О темной энергии ученые отозвались немногим иначе: «обман зрения, иллюзия, ошибка». И предположили, что ее не существует вовсе, рассказав об этом в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
А что вместо обмана зрения? Модель «временных пейзажей», она же «теория временных ландшафтов» или «пространственно-временная модель».
Авторы указывают, что Вселенная соткана из сети галактик словно паутина – в своем масштабе, конечно. То есть, она не однородна по структуре. Где пустота, а где густо.
Есть нити галактик, узлы, скопления, сверхскопления, а есть огромные области пустого пространства. Например, часть Млечного пути – нашей галактики – с одной стороны отгорожена своеобразной звездной стеной, площать которой раскинулась почти на полтора миллиарда световых лет. А с другой стороны – вообще ничего нет. Пустота. Почти полный вакуум. Там Войда, выражаясь научно, а проще говоря – дыра, от края до края которой тоже более миллиарда световых лет.
Млечный путь вместе с ближайшими к нему галактиками — Андромедой, Треугольника и еще всякой мелочью числом около 50 — входят в так называемую Местную группу. Эта — в Супермаске Девы, насчитывающей, как минимум, 100 местных групп и 30 тысяч галактик. Его, в свою очередь, тянет на себя Великий Аттрактор (Great Attractor), он же Великий Центр Притяжения, входящий в бескрайнюю Ланиакею – структуру, включающую более 100 тысяч галактик.
Основополагающая идея теоретиков из Новой Зеландии: в областях, насыщенных материей, гравитация сильнее, в пустых – слабее. А это влияет на ход времени в них.
В пустотах оно течет быстрее.
Проще говоря, стрелки часов на Земле, находящейся в Млечном пути, вращаются медленнее, чем в том самом Войде. Или в другой обширной пустоте. В среднем по Вселенной – на 35 процентов медленнее. Это и создает иллюзию ее ускоренного расширения.
Получается, что где-то за пределами нашей галактики может находиться гораздо более старое пространство – старше Млечного пути на несколько миллиардов лет.
А В ЭТО ВРЕМЯ
Невозможное возможным
В начале нынешнего года «Джемс Уэбб» разглядел на краю Вселенной галактику ZF-UDS-7329 — пятую по счету, которую астрономы назвали невозможной.
Все — расположены невероятно далеко: 13 миллиардах световых лет от Земли. Об этом свидетельствует так называемое Красное смещение — для самой дальней из них оно превышает 13,0. Из чего следует, что эти галактики образовались на заре мироздания — всего через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, в результате которого, как принято считать, Вселенная и появилась.
Поясню. Чувствительная камера (NIRCam) телескопа «Джемс Уэбб» улавливает инфракрасное излучение далеких объектов, которое доходит до нас в искаженном виде. Как правило, оно сдвинуто в красную область спектра. Этот феномен и называют Красным смещением.
Считается, что Красное возникает в следствии ускоренного расширения Вселенной. Чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется. И тем больше, соответственно, смешение.
По существующим сейчас представлениям, Большой взрыв произошел 13,8 миллиарда лет назад. Стало быть, эти 5 галактик, изображение которых передал телескоп, появились в числе первых – когда Вселенная находилась в младенческом состоянии. Однако выглядят они гораздо старше – массивными и изрядно «пожившими». Будто бы у них «за плечами» миллиарды лет эволюции. ZF-UDS-7329, к примеру, больше Млечного пути, в котором сотни миллиардов звезд.
Может, и тут каким-то образом проявила себя «пространственно-временная модель»? И галактики и в самом деле старше, чем мы о них думаем?
Два года назад, когда пятая «невозможная» галактика еще не была обнаружена, а «пространственно-временная модель» не обнародована, некто Ранджедра Гупта (Rajendra Gupta) – профессор Университета Оттавы в Канаде – в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, предполагал, что Вселенная может быть гораздо старше — не 13,8 миллиардов лет, а 26,7.
Во Вселенной, местами убегавшей далеко вперед, «невозможные» галактики вполне могут успеть образоваться и эволюционировать. Временами бы хватило.
