Исследование показало, что темная энергия появляется в результате давления гигантских космических пустот, которые «раздувают» Вселенную. «Хайтек» рассказывает главное о новой работе.
В ходе нового исследования ученые предположили, что гигантские пустоты, которые составляют огромную часть космического пространства, отвечают за ускорение расширения Вселенной. Это значит, что обширные участки небытия могут объяснить темную энергию.
Что такое космические пустоты?
Космическая паутина — самая большая структура, встречающаяся в природе. В ее масштабе целые галактики выглядят как маленькие светящиеся точки в пучках скоплений. Их соединяют длинные тонкие нити звезд. А в обширных областях между ними почти ничего нет. Это — огромные космические пустоты, или войды, размер самой маленькой из них составляет 20 млн световых лет в поперечнике, а самой большой — 160 млн световых лет.
Подобно прорехам в паутине, пустоты составляют подавляющую часть объема Вселенной, несмотря на то, что в них почти нет материи. В самом деле, кроме самой космической паутины, которая простирается от одного конца наблюдаемой Вселенной до другого, космические пустоты — это самые большие объекты в космосе.
А темная энергия?
Астрономы впервые обнаружили космические пустоты в конце 1970-х годов, но с тех пор в основном игнорировали. Вместо этого космологи сосредоточились на ярко освещенных структурах Вселенной — галактиках и скоплениях. Благодаря этим исследованиям в 1998 году астрономы заявили о существовании темной энергии. Ей приписывают наблюдаемое ускорение расширения Вселенной.
Однако астрономы понятия не имеют, что приводит в действие этот период ускоренного расширения, который, по-видимому, начался около 5 млрд лет назад. Отсюда и термин «темная энергия» — о ней мало что известно.
Сила пустоты
Какое отношение пустоты имеют к темной энергии? Во-первых, эффекты ускоренного расширения не ощущаются внутри звездных систем или галактик; там гравитационное притяжение материи достаточно сильное, чтобы полностью подавить ее. Например, ни наша Солнечная система, ни Млечный Путь не становятся больше из-за темной энергии. Но, поскольку войды почти полностью пусты, в них гораздо проще «засечь» воздействие темной энергии. Поэтому имеет смысл изучать природу этого ускоренного расширения там, где его влияние наиболее сильно.
Иранские физики-теоретики пошли еще дальше. Они утверждают, что темная энергия не просто находится в пустотах, но и вызвана ими.
Как это возможно?
Как могут эти гигантские области пустоты вызывать ускоренное расширение? Ответ, по мнению авторов исследования, заключается не только в существовании космических пустот, но и в их динамике.
Космические пустоты не просто существуют. Как и все другие крупные объекты во Вселенной, они выросли из «ничего» до нынешнего огромного размера. Миллиарды лет назад вся материя во Вселенной была распределена довольно равномерно. Но со временем любое место, в котором было немного больше материи, чем в среднем, начало притягивать к себе еще больше. Регион становился все привлекательнее, что способствовало еще большему росту. В течение миллиардов лет материя накапливалась, образуя галактики, группы и скопления.
И по мере того, как эти структуры росли, войды пустели и расширялись. Но вместо того, чтобы считать это пассивным процессом, физики рассмотрели рост пустот как следствие давления на структуры вокруг них. Например, по мере роста пустот стенки галактик между ними истончаются и в конечном итоге растворяются, позволяя войдам сливаться. В следующие несколько миллиардов лет они вообще растворят космическую паутину, разорвав саму Вселенную на части. Это превратит более-менее равномерно распределенную материю в изолированные «глыбы», разделенные сотнями миллионов световых лет пустоты.
Авторы обнаружили, что кумулятивный эффект всех больших пустот, работающих «заодно», чтобы растворить космическую паутину, и приводит к ускоренному расширению Вселенной. Во всяком случае, эта сила соответствует текущим оценкам темной энергии.
Что дальше?
Астрономам потребуются дальнейшие исследования, чтобы проверить эту пугающую идею. Во-первых, требуется больше измерений пустот, чтобы рассчитать их совокупное давление. Во-вторых, нужно больше информации о самой темной энергии, особенно о том, изменилась ли ее сила за последние несколько миллиардов лет. Тем не менее, это интригующая идея: возможно, темная энергия не вызвана какой-то экзотической силой или процессом во Вселенной, а является просто побочным продуктом нормальной эволюции пустоты.
Читать далее:
На пирамиде в Китае нашли портрет «царя предков». Он правил более 4 000 лет назад
Длительность земного дня увеличивается. Ученые не знают почему
Инженеры создали «вечный двигатель» для портативных атомных часов