Что общего у Вселенной со швейцарским сыром?

Примерно 10 лет назад ученые пришли к ошеломляющему выводу, что наша Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью, растягивая само пространство и время, как плавленый сыр. Сила, ответственная за это явление, до сих пор остается загадкой. Именно поэтому ее и окрестили "темной энергией".

Но действительно ли существует темная энергия? Ускоряется ли наша Вселенная на самом деле? Подобные вопросы все время бродят в голове Али Вандерфельд (Ali Vanderveld), доктора космологии в Лаборатории реактивного движения (JPL). Недавно Вандерфельд и ее коллеги опубликовали в журнале "Physical Review" статью, в которой рассмотрели, как огромные дыры в нашей "похожей на швейцарский сыр" Вселенной могли создать видимость ускорения, которого в действительности нет. Ученые сделали вывод, что этих дыр, или пустот, не достаточно, чтобы объяснить эффект темной энергии; тем не менее, Вандерфельд говорит, что важно подвергать сомнению самые фундаментальные свойства пространства, в которых мы живем.

"Иногда мы принимаем темную энергию как само собой разумеющийся факт", – говорит Вандерфельд. – "Но существуют и другие теории, которые могли бы объяснить, почему нам кажется, что Вселенная расширяется все быстрее и быстрее".

Почему ученые считают, что Вселенная ускоряется? Большая часть доказательств основывается на наблюдениях очень далеких сверхновых (колоссальных взрывов звезд), проведенных за последнее десятилетие или около того. Широкоугольная камера "Wide-Field and Planetary Camera 2" на космическом телескопе "Хаббл", разработанная в JPL, сыграла заметную роль в этом новаторском исследовании. К тому времени астрономам уже было известно, что, начиная со своего образования примерно 13.7 миллиардов лет тому назад в потрясающем "Большом Взрыве", пространство расширяется. Но они не знали, происходит ли это расширение с постоянной скоростью или нет, и даже высказывали предположение, что оно замедляется. Исследуя сверхновые на расстояниях в миллиарды световых лет, ученые смогли увидеть, как расширение продвигалось со временем.

Результаты наблюдений сбивали с толку. Далекие сверхновые оказались тусклее, чем ожидалось, и это наводило на мысль, что они находятся на больших расстояниях, чем полагали ученые. А если они дальше, то это значит, что пространство между нами и сверхновыми расширяется со все возрастающей скоростью. Дополнительные исследования также указали на ускоренное расширение Вселенной.

Группа ученых из Национальной лаборатории имени Э. Ферми (Fermi National Accelerator Laboratory) в г. Батавия, штат Иллинойс, недавно предложила модель "сырообразной" Вселенной, чтобы объяснить, каким образом может казаться, что сверхновые удаляются от нас быстрее, чем есть на самом деле. Вселенная состоит из "кусков" вещества, в которое вкраплены гигантские дыры, или полости, – как в швейцарском сыре. Надо заметить, что в прошлом году астрономы из Университета Миннесоты сообщили, что обнаружили "королеву" всех известных пустот, простирающуюся на миллиард световых лет. Другими словами, свету (который считается самым быстрым в нашей Вселенной) понадобился бы один миллиард лет, чтобы пройти с одного конца полости к другому.

Исследователи в Лаборатории Ферми утверждали, что полости могут лежать между нами и наблюдаемыми сверхновыми, действуя как вогнутые (рассеивающие) линзы, так что объекты за ними кажутся более тусклыми и далекими, чем они есть. Если так, то сверхновые вообще не двигаются от нас с ускорением. Эта теория якобы разносила идею темной энергии в пух и прах.

Вандерфельд и ее коллеги из Корнельского университета (г. Итака, штат Нью-Йорк) внимательно присмотрелись к этой теории и нашли в ней несколько "дыр". Ученые из Фермилаб предположили, что группа пустот выстроилась между нами и сверхновыми, но команда Вандерфельд возражает, что в реальности пустоты расположились бы более случайно – опять же, как в швейцарском сыре. А случайно распределенных полостей недостаточно, чтобы заменить ими темную энергию.

"Да, комковатость Вселенной могла бы заставить нас ошибаться в том, что она ускоряется", – говорит Вандерфельд. – "Но наши самые лучшие, современные теории все же доказывают, что это не так".

Существует, однако, еще одна хитрая возможность того, что полость создает иллюзию ускоряющейся Вселенной. Если бы Солнечная система находилась как раз в центре полости, то наши астрономические наблюдения оказались бы искажены. Вандерфельд говорит: "Действительно трудно сказать, находимся ли мы в полости или нет, но, по большому счету, такой вариант был нами исключен".

Источник:
NASA