Современная космология стоит на пороге крупных перемен. Новые данные, полученные благодаря развитию технологий наблюдения, заставляют ученых по-новому взглянуть на ключевые теории, объясняющие происхождение Вселенной. Одна из таких теорий — Большой взрыв, который на протяжении десятилетий был краеугольным камнем научного мировоззрения. Однако последние наблюдения и исследования ставят под сомнение её однозначность и указывают на возможную альтернативу — теорию «усталого света».
Недавно инженер из Канзасского государственного университета Лиор Шамир опубликовал результаты своего наблюдательного исследования, которые поддерживают теорию «усталого света», впервые предложенную более века назад и, что самое интересное, оспаривающую правильность теории Большого взрыва. Эта гипотеза утверждает, что красное смещение, наблюдаемое у далёких галактик, объясняется не их удалением от Земли, как это принято считать, а потерей энергии световыми фотонами по мере их долгого пути через пространство.
Что такое красное смещение?
Красное смещение — это явление, при котором частота световых волн, исходящих от удаляющихся объектов, уменьшается. Чем быстрее объект удаляется от наблюдателя, тем больше смещается свет в красную часть спектра. На основе этого эффекта учёные и оценивают скорость и направление движения галактик относительно Земли. В 1920-х годах Эдвин Хаббл и Жорж Леметр заметили, что чем дальше галактика находится от Земли, тем быстрее она удаляется. Это наблюдение и привело к созданию теории Большого взрыва, которая утверждает, что Вселенная начала своё расширение около 13,8 миллиарда лет назад.
Однако в то же время известный астроном Фриц Цвикки выдвинул альтернативное объяснение. Он предложил, что красное смещение возникает не из-за реального движения галактик, а из-за потери энергии фотонами света при прохождении огромных расстояний в пространстве. Чем дольше свет путешествует, тем больше энергии он теряет, создавая иллюзию того, что более удалённые галактики движутся быстрее.
Возвращение к старой теории
Теория «усталого света» не нашла поддержки среди большинства астрономов и была фактически забыта, поскольку теорию Большого взрыва приняли в качестве основной модели эволюции Вселенной. Однако, как отмечает Лиор Шамир, в последние годы вера в теорию Большого взрыва начала ослабевать, особенно после того, как телескоп Джеймса Уэбба (JWST) начал предоставлять глубокие изображения далёких областей Вселенной.
Ожидалось, что JWST откроет облики молодой Вселенной, где галактики находятся на ранних стадиях своего развития. Но вместо этого телескоп обнаружил уже развитые, большие галактики. Это стало проблемой для сторонников Большого взрыва, так как, согласно этой теории, такие структуры должны были формироваться намного позже, и их существование в ранней Вселенной оказалось неожиданным. Если теория верна, эти галактики могут быть старше самой Вселенной — что звучит парадоксально.
Исследование Шамира, опубликованное в журнале Particles, основывалось на наблюдениях за более чем 30 000 галактик, собранных с помощью трёх телескопов. Используя данные о красном смещении и вращении Земли вокруг центра Млечного Пути, он изучил, как изменяется красное смещение галактик в зависимости от их расстояния от Земли.
Шамир обнаружил, что галактики, вращающиеся в противоположную сторону по отношению к Млечному Пути, демонстрируют более низкое красное смещение, чем галактики, вращающиеся в том же направлении. Это отражает влияние движения Земли на наблюдения. Однако наиболее важным выводом стало то, что разница в красном смещении увеличивалась по мере удаления галактик от Земли — что совпадает с предсказаниями теории Цвикки о «усталом свете».
Новые вызовы для Большого взрыва
В контексте открытия Шамира теория «усталого света» вновь приобретает актуальность. Хотя она долгое время игнорировалась, сейчас возникают новые вопросы относительно её справедливости и возможностей объяснить аномалии, обнаруженные в данных космических наблюдений. Основной аргумент против теории Большого взрыва состоит в том, что развитие технологий и новые наблюдения больше не соответствуют её прогнозам.
Телескоп Джеймса Уэбба стал своего рода катализатором пересмотра устоявшихся представлений. Его высококачественные изображения ранних галактик создали серьёзные трудности для теории, которая всегда считалась основой современной космологии. Трудно представить, как массивные галактики могли сформироваться настолько быстро после предполагаемого Большого взрыва. Сторонники усталого света, наоборот, считают эти данные в поддержку своей гипотезы.
Однако, несмотря на эти открытия, теория Большого взрыва по-прежнему остаётся основной парадигмой в космологии. Её сторонники указывают на многочисленные доказательства в её пользу, такие как наблюдение реликтового излучения — слабого фона космической радиации, который считается остатком энергии после Большого взрыва. Это излучение обнаружено практически одинаковым во всех направлениях и считается одним из главных подтверждений произошедшего взрыва.
Новая глава в космологии?
Исследование Шамира показывает, что вопросы о происхождении и эволюции Вселенной далеко не закрыты. Как минимум, это исследование служит напоминанием о том, что даже устоявшиеся теории могут подвергаться сомнению по мере появления новых данных.
Если в будущем будет найдено больше доказательств в пользу «усталого света», это может вызвать серьезную научную революцию и заставит астрономов пересмотреть своё понимание динамики космоса. Большой взрыв, возможно, не является окончательным объяснением происхождения Вселенной, и открытие Шамира — лишь первый шаг на пути к новым открытиям.
Заключение
Научное сообщество находится на пороге крупных перемен. Вызов теории Большого взрыва, который бросают такие исследователи, как Лиор Шамир, — это напоминание о том, что наука всегда движется вперёд благодаря сомнениям, новым идеям и неизведанным данным. В ближайшие годы мы можем стать свидетелями крупных открытий, которые изменят наше представление о том, как и почему возникла наша Вселенная.
И хотя теория Большого взрыва остаётся основным научным объяснением, время покажет, будут ли она и другие космологические модели адаптированы или заменены на новые, более соответствующие современным данным. В любом случае, это — захватывающее время для астрономии и космологии.
