Kosmologer och fysiker från Institutet för teoretisk fysik vid den ryska vetenskapsakademin har föreslagit att skillnaderna i universums expansionshastighet, beräknade från supernovaexplosioner och "ekot" från Big Bang, kan förklaras av att mörk energi är instabil och gradvis förvandlas till mörk materia, enligt en artikel publicerad i tidskriften MNRAS.
”Om Einstein har 100% rätt, är mörk energi oförändrad och evig. Men vad händer om han bara säger 99,99% rätt? Det finns så mycket mörk energi i naturen att om till och med en liten bråkdel av den under de 14 miljarder åren som gått sedan Big Bang, sönderdelades i kända elementära partiklar, inklusive fotoner, skulle det vara en kolossal ny energikälla användbar för mänskligheten. - säger Alexei Starobinsky från ITF RAS, vars ord citeras av institutets presstjänst.
Dark Deeds of the Universe
Tillbaka 1929 bevisade den berömda astronomen Edwin Hubble att vårt universum inte står stilla, men expanderar gradvis och observerar rörelsen av galaxer långt ifrån oss. I slutet av 1900-talet upptäckte astrofysiker, iakttagande av supernovor av typ I, att den inte expanderade med konstant hastighet utan med acceleration. Anledningen till detta, som forskare idag tror, är "mörk energi" - ett mystiskt ämne som fungerar på materien som ett slags "antigravity".
I juni 2016 beräknade Nobelpristagaren Adam Reiss och kollegor som upptäckte detta fenomen den exakta hastigheten för universumet i dag med variabla Cepheid-stjärnor i närliggande galaxer, avståndet till vilket kan beräknas med ultrahög precision.
Denna förfining gav ett extremt oväntat resultat - det visade sig att två galaxer, åtskilda med ett avstånd på cirka 3 miljoner ljusår, sprids med en hastighet av cirka 73 kilometer per sekund. En sådan siffra är märkbart högre än de uppgifter som erhållits med WMAP och Planck orbital teleskop visar - 69 kilometer per sekund, och det kan inte förklaras med hjälp av våra idéer om arten av mörk energi och mekanismen för universums födelse.
Dessa skillnader fick forskare, inklusive akademiker Starobinsky, att tänka på två möjliga sätt att förklara denna avvikelse. Å ena sidan är det mycket möjligt att mätningarna av Planck eller Riesz och hans kollegor är felaktiga eller ofullständiga. Å andra sidan är det ganska tillåtet att egenskaperna hos mörk materia eller mörk energi märkbart har förändrats under universumets livstid, vilket kan förändra hastigheten för dess expansion.
Kampanjvideo:
Den enklaste och mest logiska varianten av sådana förändringar, som föreslogs av Starobinsky och hans kollegor, är den instabila naturen av mörk energi eller mörk materia. Liknande idéer, som akademiker konstaterar, hade redan presenterats av sovjetiska forskare i mitten av 1930-talet, men de antog då att "mörka" ämnen borde förfalla till synliga former av materia.
Slutet på den kosmologiska evigheten
Nu tror ryska kosmologer att deras partiklar förfaller leder till bildandet av nya "mörka" komponenter i universum. I det här fallet påverkas inte deras förfall av yttre förhållanden, inklusive den nuvarande expansionshastigheten för universum, dess ålder och andra egenskaper, utan endast de inre egenskaperna för mörk materia och energi, till följd av vilken hastigheten för expansionen av universum och dess andra egenskaper, beroende på förhållandet mellan deras andelar i universumet kommer att smidigt förändras.
Sådana sönderfall, som fysikern förklarar, kan gå på tre sätt - som ett resultat av en process som liknar förstörelsen av kärnorna i "vanliga" instabila element, den direkta omvandlingen av mörk energi till mörk materia och omvandlingen av mörk energi till "mörk strålning" - en ström av ljuspartiklar och konstiga " mörka "fotoner som inte interagerar med synligt material.
”Analysen visade att den andra modellen bättre än de andra gör det möjligt att förklara både de befintliga kosmologiska parametrarna för det observerade universum och dess utveckling tidigare. Det följer av det att mörk energis halveringstid genom denna kanal är inte mindre än 17 gånger universumets ålder. Med andra ord, om förfall av mörk energi till mörk materia inträffar, går det väldigt långsamt, fortsätter Starobinsky.
Ett sådant scenario, som forskaren konstaterar, beskriver väl avvikelserna i expansionshastigheterna i universum som upptäcktes av Riess och hans team, och liknande data som erhölls som en del av BOSS-projektet, syftade till att söka efter spår av Big Bang i distributionen av galaxer i universum.
Om dessa uppgifter bekräftas inom en snar framtid, kan de betraktas som en bekräftelse av modellen för Starobinsky och kollegor och det första beviset på att mörk materia inte är konstant och stabil, enligt den kosmologiska modellen.
