Уже не первое десятилетие при изучении Вселенной учёные сталкиваются с явлениями, которые получили названия тёмная материя и тёмная энергия. Если коротко, то тёмная материя — это «аномальная масса», составляющая большую часть массы Вселенной и наблюдаемая в большинстве галактик, а вот тёмная энергия отвечает за ускоренное расширение Вселенной. Следы воздействия тёмной материи и тёмной энергии астрономы находят постоянно во всей Вселенной, однако до сих пор непонятна их природа — чем бы явления ни были, они взаимодействуют с обычной материей только гравитационно, потому и называют их тёмными. Но что же это такое? Загадочные частицы, особенности гравитации или что-то другое? Тёмная материя и тёмная энергия являются следствием одного явления или имеют разную природу? Гипотез много, и вот появилась ещё одна, причём довольно интересная.
Предложил её Раджендра Гупта из Университета Оттавы в своей статье в научном журнале MDPI. На самом деле подобные идеи высказывались и раньше, но Гупта математизировал их и проверил на примере сначала Вселенной, а после и некоторых галактик.
Согласно гипотезе Гупта, фундаментальные силы Вселенной на самом деле в среднем ослабевают по мере её расширения. Это ослабление создаёт впечатление, будто существует некая сила, ускоряющая расширение Вселенной (которую называют тёмной энергией). Однако в масштабах галактик и скоплений галактик изменение этих сил в гравитационно связанном пространстве приводит к появлению дополнительной гравитации (которая считается обусловленной тёмной материей). Но всё это может быть лишь иллюзией, возникающей из-за эволюции констант, определяющих интенсивность этих сил. Тёмная материя и тёмная энергия требуют объяснения двух совершенно разных явлений: первое — в космологическом масштабе, то есть в масштабе более 600 млн световых лет, если предположить, что Вселенная однородна и одинакова во всех направлениях. Второе — в астрофизическом масштабе, то есть в меньших масштабах Вселенная очень неоднородна и зависит от направления. В стандартной модели эти два сценария требуют разных уравнений для объяснения наблюдений с использованием тёмной материи и тёмной энергии. Предложенный Гупта вариант единственный, который объясняет их одним и тем же уравнением, без необходимости в тёмной материи или тёмной энергии.
Гупта добавляет, что этот подход даёт единую схему для объяснения таких явлений, как вращение галактик, их скопление и преломление света вокруг массивных объектов. «Всё это — просто результат изменения констант природы по мере старения и деформирования Вселенной», — говорит он.
Вселенная может быть намного древнее
Если Гупта прав, то Вселенная может быть в 2 раза древнее, чем считается сейчас. Это объясняет обнаружение слишком массивных древних галактик и чёрных дыр.
Есть и недостатки
Несмотря на довольно интересное объяснение, это лишь гипотеза, и далеко не единственная, что пытается объяснить природу тёмной материи и энергии. Нужно отметить, что распределение тёмной материи во Вселенной неравномерно: есть как и её скопления, так и области с явным дефицитом. Если предполагать, что тёмная материя и энергия — «старение» фундаментальных сил, то оно должно наблюдаться более равномерно. Также константы явно не меняются на уровне планетных систем.