Учёные услышали шёпот пространства-времени — и он опроверг тёмную энергию
Долгие десятилетия астрофизики объясняли ускоренное расширение Вселенной существованием гипотетической тёмной энергии - невидимой субстанции, которая якобы составляет две трети космоса и противодействует гравитации. Однако новая работа международной группы учёных предлагает радикально иной взгляд.
Согласно исследованию, опубликованному в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, ускорение может быть не следствием таинственной силы, а проявлением геометрии самого пространства-времени.
Когда математика заменяет мистику
Исследователи из Центра прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM) Университета Бремена и Университета Брашова (Румыния) применили расширение Общей теории относительности, известное как геометрия Финслера. В классической модели Эйнштейна пространство-время описывается как гладкое полотно, искривлённое массой и энергией. Но финслеровская геометрия добавляет новое измерение — зависимость от направления и скорости движения, что делает картину мира более сложной и, возможно, более точной.
"В рамках финслеровского описания ускорение расширения Вселенной может происходить даже без участия материи и излучения", — утверждают авторы исследования.
Таким образом, эффект, который ранее объясняли присутствием темной энергии, может быть естественным свойством структуры космоса.
Что такое геометрия Финслера
Эта математическая концепция возникла ещё в XIX веке, но в астрофизике её начали активно применять лишь в последние десятилетия. Финслеровская геометрия расширяет понятие расстояния: если в модели Эйнштейна метрика зависит только от координат, то здесь — ещё и от направления движения частицы. Это позволяет описывать анизотропные (неодинаковые во всех направлениях) свойства пространства-времени.
Почему это важно? Если пространство-время не идеально симметрично, то наблюдаемое ускорение может быть следствием внутренних геометрических искажений, а не "внешней силы". Так отпадает необходимость вводить темную энергию как отдельный компонент Вселенной.
Этот подход объединяет то, что ранее считалось несовместимым:
-
ускоренное расширение космоса;
-
закон сохранения энергии;
-
общие уравнения поля Эйнштейна.
Фактически учёные предложили новую интерпретацию старых уравнений, сохранив их математическую структуру, но расширив смысл.
Темная энергия под вопросом
Стандартная космологическая модель (ΛCDM) утверждает, что Вселенная состоит из:
-
68% тёмной энергии,
-
27% тёмной материи,
-
5% обычной материи.
Но за почти тридцать лет наблюдений ни одна из этих "тёмных" субстанций не была обнаружена напрямую. Астрономы видят лишь их гравитационные эффекты. Новая работа бросает вызов этой парадигме: возможно, ускорение вовсе не требует объяснения через невидимые компоненты.
Можно ли считать, что тёмная энергия — ошибка интерпретации? Авторы не утверждают этого однозначно, но подчёркивают: данные наблюдений не противоречат геометрическому объяснению. То есть тёмная энергия может оказаться не отдельной сущностью, а проявлением внутренней динамики пространства-времени.
Простая идея, сложные последствия
Применив финслеровскую геометрию к уравнениям космологической эволюции, учёные обнаружили, что ускорение появляется само по себе, даже в пустом космосе. Это значит, что расширение не требует источника энергии — достаточно специфической геометрии.
Такое объяснение концептуально проще, чем введение новых форм материи. Однако оно порождает новые вопросы:
Как проверить, что пространство-время действительно обладает финслеровскими свойствами? Для этого необходимы:
-
Точные наблюдения сверхновых и космического микроволнового фона;
-
Сравнение геометрических моделей с распределением галактик;
-
Поиск анизотропий — отклонений от идеальной однородности пространства.
Если финслеровская модель пройдёт эти проверки, она сможет заменить тёмную энергию в уравнениях космологии.
Ошибка восприятия и альтернатива
На протяжении десятилетий физики полагали, что без тёмной энергии объяснить ускорение невозможно. Эта уверенность базировалась на данных 1990-х годов о сверхновых типа Ia, служивших "стандартными свечами" для измерения расстояний. Однако интерпретация тех наблюдений зависела от предположения, что геометрия Вселенной полностью подчиняется уравнениям Эйнштейна.
Если же сама геометрия немного иная, выводы об ускорении меняются. В финслеровской модели ускорение естественно возникает из пространственной анизотропии - тонких различий в направлении распространения света и движения материи. Таким образом, "тёмная энергия" может оказаться не физической реальностью, а математической проекцией.
А что если подтвердится, что тёмной энергии не существует? Тогда космология получит шанс пересобрать свою теорию без гипотетических сущностей, сделав её ближе к наблюдаемым данным. Это не отменит Эйнштейна, но покажет, что его теория — частный случай более общей геометрии.
Космос без мистики
Главная ценность работы ZARM и Университета Брашова — не в том, что она опровергает существование тёмной энергии, а в том, что возвращает космологию в поле проверяемой физики. Геометрический подход позволяет объяснить наблюдаемые явления без введения невидимых компонентов и открывает путь к новым экспериментам.
Можно ли считать это концом эпохи тёмной энергии? Пока рано. Учёные подчеркивают, что модель требует численных проверок и сопоставления с данными об эволюции галактик и фонового излучения. Но даже если гипотеза не подтвердится, она уже изменила подход: теперь физики смотрят не только на "что" расширяет Вселенную, но и на "как устроено" само пространство, в котором это происходит.
Подписывайтесь на Moneytimes.Ru
