Виктор де Касто - Pro темную материю

Еще недавно движения галактик не имели смысла, пока не был сделан вывод о существовании темной материи. Светимость сверхновых не находила объяснений, пока не пришли к существованию темной энергии. Однако просто потому, что положительная лямбда решает много проблем, не означает, что она существует. С другой стороны, то, что положительная лямбда создает проблему, не означает, что ее не существует! Требовались дополнительные наблюдения, о чем в частности заявил Алекс Филиппенко в ответ на обвинения одного физика-теоретика в том, что астрономы-наблюдатели только зря тратят ценное время, используя, например, дорогой телескоп «Хаббл» – ведь нет теории, которая была бы совместима с не-нулевой энергией вакуума, причем как с малым значением лямбды, то есть от 0,6 до 0,7, как и полученным специалистами по физике частиц, превышающим его во много-много раз. В ответ на это Алекс Филиппенко и сказал, что он знает только, в какой конец телескопа нужно смотреть, а после дополнительных исследований астрономы или подтвердят свою теорию, или найдут, где ошиблись. Только наука, только новые наблюдения смогут подтвердить положительное значение лямбды.

Астрономы сделали то, что в таких случаях делают ученые. Они принялись доказывать, что эффекта не существует. Что они упустили, вызывающее такой эффект, – почему далекие сверхновые кажутся более тусклыми, чем должны?

Сразу же было предложено два решения. Первое – это какая-то экзотическая пыль. Астрономы знали, что обычная галактическая и межгалактическая пыль делает свет краснее, и знали, как провести коррекцию с учетом пыли – во многом благодаря Адаму Риссу, который в 1999 году даже был удостоен премии Трамплера за предложенный им метод корректировки (эту премию вручают за необычные, но важные открытия для астрономии). Теперь же астрономы говорили про серую пыль, присутствующую между галактиками. Как сказал Адам Рисс, никто никогда не видел серую пыль между галактиками, но с другой стороны, никто никогда не видел и космологическую постоянную!

Другое объяснение тусклости сверхновых на больших расстояниях – это результат того, что эти сверхновые были другими в молодые годы Вселенной. А что если природа сверхновых типа Ia изменилась за время существования Вселенной, и состав относительно близких сверхновых отличается от состава более далеких? Может, там другой «коктейль» элементов, поэтому они кажутся более тусклыми, и таким образом создается иллюзия, что они находятся дальше.

Если интерпретация данных о сверхновых правильная, то мы живем во времена, когда темная энергия доминирует над материей, антигравитационная сила темной энергии выигрывает в схватке с гравитационной силой материи. В таком случае расширение Вселенной ускоряется и, как выяснили две группы ученых отдельно друг от друга, далекие сверхновые кажутся более тусклыми, чем мы ожидаем.

Однако в более ранние эпохи Вселенная была меньше и, соответственно, имела большую плотность. Чем раньше, тем меньше была Вселенная и тем больше ее плотность, а чем больше плотность Вселенной, тем больше кумулятивное гравитационное влияние материи. Если бы астрономы могли заглянуть в прошлое, то сумели бы добраться до эпохи, когда доминирующей была темная материя. Тогда гравитационное влияние темной материи выигрывало схватку с антигравитационной силой темной энергии. Расширение Вселенной замедлялось, а сверхновые из той эпохи казались бы ярче, чем мы ожидаем.

Но это не относится к сверхновым, которые мы видим сквозь серую пыль, или сверхновым, которые состояли из более простого набора элементов в ранней Вселенной. Эти сверхновые все равно будут казаться более тусклыми, куда бы мы ни смотрели.

Ник Сунцефф, Алекс Филиппенко, Рон Гиллилэнд, Марк Филипс

Чтобы разделить эти два сценария – темная энергия против серой пыли или изменяющегося состава сверхновых – нужно провести наблюдение за достаточно далекой сверхновой, которая взорвалась в раннюю эпоху, гораздо более далекую от нашего времени. Нужна сверхновая, которая взорвалась до «поворота» расширения Вселенной – до того как расширение Вселенной перешло с замедления на ускорение, когда материя, а не энергия побеждала в схватке. Эта сверхновая должна быть ярче, чем «следовало бы». Ее нужно найти или заново задуматься о темной энергии.