В статье, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, опровергается текущая точка зрения об ускоренном расширении Вселенной вследствие эффектов тёмной энергии (космологической константы).
Этот результат не является полностью неожиданным. Ещё в 2015 году появились предварительные данные о том, что наши измерения расстояний до сверхновых могут быть необъективными. А трудности со стандартной моделью, такие как хаббловская напряжённость, заставили астрономов по крайней мере рассмотреть альтернативные варианты. Но это новое исследование не является предварительным, поэтому его стоит изучить подробнее.
Исследование сосредоточено на сверхновых типа Ia. Эти особые сверхновые, возникающие в системах двойных белых карликов, можно идентифицировать по наличию кремния в их спектральных линиях. Их кривые яркости, которые описывают, как они становятся то ярче, то тусклее с течением времени, определяются распадом никеля-56 на кобальт-56 и железо-56. Поскольку скорость радиоактивного распада для определённого элемента всегда одинакова, кривые блеска сверхновых типа Ia можно использовать в качестве «стандартной свечи». Независимо от того, где мы их наблюдаем, мы можем сравнить наблюдаемую яркость с фактической яркостью, чтобы определить их расстояние.
Корреляция между возрастом галактики и яркостью сверхновой
Мы давно знаем, что метод стандартных свечей не является точным. Даже несмотря на то, что он основан на радиоактивном распаде, существуют статистические отклонения в соотношении пиковой яркости и полуширины кривой блеска. Но это новое исследование показывает, что существует сильная корреляция между максимальной яркостью сверхновой типа Ia и возрастом её галактики. Чем моложе галактика, тем слабее, вероятно, будет сверхновая. Странно то, что нет явной причины, почему это так. Однако с точки зрения наблюдений результат очевиден.
Мы можем определить возраст галактики, наблюдая общий спектр галактического света. Яркие голубые звёзды умирают молодыми, а маленькие красные карлики остаются. Новые звёзды, которые образуются, содержат больше тяжёлых элементов. Таким образом, наличие или отсутствие определённых спектральных линий в галактике даёт нам хорошее представление о её возрасте. Это работает как для далёких, так и для близких галактик. Если построить график пиковой яркости сверхновых типа Ia в зависимости от возраста их галактик, корреляция будет очевидна. Исследования других групп показывают, что корреляция составляет около 5σ, что является довольно сильным показателем.
Этот новый результат не согласуется с теорией ΛCDM, но согласуется с барионными акустическими осцилляциями и наблюдениями «Планка»
Учитывая эту корреляцию, команда вернулась к исследованиям ускорения расширения Вселенной. Вместо того, чтобы рассматривать колебания яркости сверхновых как статистические флуктуации, они включили в расчёт эту корреляцию. В ранней Вселенной было гораздо больше молодых галактик, чем в средней, и это смещение увеличивается по мере удаления галактики. Когда они собрали все воедино, результат был поразительным. Предсказания модели ΛCDM нарушаются с достоверностью более 9σ! Судя по результатам, космическое расширение не ускоряется. Вселенная продолжает расширяться, но скорость расширения замедляется. Она замедляется уже около миллиарда лет.
Если эти результаты подтвердятся, то это означает, что космическая экспансия не может быть полностью обусловлена структурой пространства и времени. В общей теории относительности параметр Хаббла является абсолютной универсальной константой. Он не может изменяться во времени и пространстве и не может вызывать замедление расширения. В итоге может оказаться, что Эйнштейн всё-таки был в чём-то неправ.
Источник: habr.com