На протяжении последних двадцати семи лет космология опиралась на идею, что Вселенная расширяется с ускорением. Это ускорение объясняли действием гипотетической тёмной энергии, то есть некой формы энергии вакуума, противодействующей гравитации. Однако новые результаты, опубликованные в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, указывают на то, что картина может быть иной: ускорение, возможно, уже сменилось замедлением.
Исследование, выполненное группой профессора Ён-Ука Ли из Университета Ёнсе (Южная Корея), ставит под сомнение саму основу современной космологии, а именно модель ΛCDM (модель Лямбда-CDM), в которой ускорение вызвано неизменной во времени космологической константой. По словам Ли, анализ данных показывает, что тёмная энергия может ослабевать с течением времени, и Вселенная уже сейчас вступила в фазу замедленного расширения.
Ошибка в "стандартных свечах"
Основным инструментом, позволившим в 1990-е годы сделать вывод об ускоренном расширении Вселенной, были сверхновые типа Ia. Эти последствия взрывов белых карликов долгое время считались надёжным стандартом, так как их светимость после вспышки всегда предполагалась одинаковой, что и позволяло вычислять расстояния до далёких галактик. Именно на основе таких наблюдений была присуждена Нобелевская премия по физике 2011 года.
Команда из Университета Ёнсе показала, что это предположение не совсем верно. Оказалось, что светимость сверхновых Ia зависит от возраста звёзд, породивших их. Сверхновые в молодых звёздных популяциях оказываются немного тусклее, чем в старых, даже после стандартной коррекции яркости. Учёные проверили этот эффект на выборке из 300 галактик и получили статистическую значимость 99,999 %. Это означает, что часть приглушённости далёких сверхновых связана не только с космологическим эффектом расширения, но и с внутренними свойствами самих звёзд.
Пересмотр космологической модели
Когда исследователи скорректировали данные сверхновых с учётом возрастного эффекта, они обнаружили, что результаты больше не согласуются со стандартной моделью ΛCDM. Вместо этого они оказались ближе к новой модели, вытекающей из наблюдений проекта DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), в котором используются барионные акустические осцилляции (BAO), или следы звуковых волн ранней Вселенной, и данные космического микроволнового фона (CMB).
После объединения скорректированных данных сверхновых с BAO и CMB исследователи получили неожиданный результат. Оказалось, что нынешнее расширение Вселенной не ускоряется, а уже перешло в фазу замедления. Этот вывод противоречит ранее распространённому мнению, что замедление должно наступить лишь в далёком будущем.
Чтобы проверить полученные результаты, группа Ли проводит специальный анализ сверхновых, находящихся в молодых и одинаковых по возрасту галактиках по всему диапазону красных смещений. Первые результаты подтверждают основную гипотезу исследования. А в ближайшие годы ожидается большое пополнение наблюдательных данных. Дело в том, что Обсерватория Веры Рубин в Чили уже начала работу и должна обнаружить более 20000 новых галактик-хозяев сверхновых типа Ia. Это позволит существенно уточнить возрастные характеристики и провести независимую проверку космологических моделей.
Пересмотр тёмной энергии
Проблема тёмной энергии остаётся одной из центральных в современной физике. Несмотря на то что, согласно существующим моделям, она составляет около 70% всей энергии Вселенной, её природа до сих пор неизвестна. Последние наблюдения проекта DESI уже намекали на то, что сила тёмной энергии может меняться со временем. Работа корейской группы вносит весомое подтверждение этой тенденции.
Если новые данные выдержат проверку, это может привести к пересмотру фундаментальных представлений о космосе. После открытия тёмной энергии человечество считало, что живёт в ускоряющейся Вселенной. Теперь же, возможно, выясняется, что этот этап уже позади, и космос вновь начинает притормаживать под действием собственной гравитации, возвращаясь к динамике, более сложной, чем предполагалось.