Суть сучасної теоретичної моделі Всесвіту полягає в тому, що він складається зі звичайної матерії, темної енергії та темної матерії. Нове дослідження науковця з Оттавського університету ставить це під сумнів.

Результати дослідження, оприлюднені 15 березня 2024 р. в The Astrophysical Journal, є викликом для поточної моделі Всесвіту, показуючи, що насправді в ньому немає місця для темної матерії.

У космології термін «темна матерія» позначає все, що не взаємодіє зі світлом чи електромагнітним полем жодним чином, крім гравітації. Ми не бачимо її і не знаємо, з чого вона складається, але темна матерія допомагає астрономам зрозуміти поведінку галактик та зір.

Раджендра Ґупта (Rajendra Gupta), професор фізики факультету природничих наук Оттавського університету, дійшов такого висновку, побудувавши нову космологічну модель на основі комбінації двох теорій: теорії коваріантних констант зв’язку (covarying coupling constants, CCC) і теорії «втомленого світла» (tired light, TL).

Ця модель (CCC+TL) поєднує дві ідеї — про те, як сили природи слабшають протягом космічного часу, і про втрату світлом енергії, коли воно подорожує на велику відстань. Її перевірили та показали, що передбачення моделі збігаються з даними кількох спостережень, наприклад того, як розподілені галактики та як змінювалося випромінювання з раннього Всесвіту.

Відстань за кутовим діаметром (це відстань, яка визначається фізичним розміром об’єкта — Ред.) як функція червоного зміщення в моделях CCC+TL і ΛCDM (Lambda-Cold Dark Matter, модель лямбда-холодної темної матерії). Авторські права на зображення: The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad1bc6. Фото з сайту https://phys.org.

Відкриття, яке зробив Ґупта, ставить під сумнів усталене розуміння Всесвіту. Більшість науковців поділяють висновки про те, що у Всесвіті є приблизно 27% темної матерії і менше 5% звичайної. А все інше — це темна енергія.

«Результати дослідження підтверджують, що наша попередня робота (вона стосувалася спостережень космічним телескопом Джеймса Вебба раннього Всесвіту і космологічної моделі лямбда холодної темної матерії — Ред.) про вік Всесвіту, який становить 26,7 мільярда років, дала  нам змогу виявити: для існування Всесвіту не потрібна темна матерія», — пояснив Ґупта.

«Стандартна космологічна модель вказує на те, що прискорене розширення Всесвіту спричинене темною енергією, але насправді воно відбувається через ослаблення сил природи під час розширення, а не через темну енергію».

«Червоне зміщення» означає, що світло зміщується в червону ділянку електромагнітного спектра. Дослідник проаналізував дані з останніх робіт про розподіл галактик при низькому червоному зміщенні та кутові розміри баріонних акустичних коливань (baryon acoustic oscillations, BAO) в літературі при високому червоному зміщенні.

«Є кілька статей, які ставлять під сумнів існування темної матерії, але моя, наскільки мені відомо, перша, яка усуває її космологічне існування, але узгоджується з основними космологічними спостереженнями, які ми встигли підтвердити», — сказав Ґупта.

У статті в The Astrophysical Journal він пише: «Модель CCC+TL передбачає вік Всесвіту як 26,7 млрд років проти загальноприйнятого значення 13,8 млрд років. Це викликає глибоке занепокоєння та потребує перевірки моделі на основі кількох спостережень, включаючи BAO, CMB (cosmic microwave background, космічне мікрохфильове фонове випромінювання), нуклеосинтез Великого Вибуху (Big Bang nucleosynthesis, BBN) і вік кулястих скупчень».

Заперечуючи потребу в темній матерії у Всесвіті та надаючи докази для нової космологічної моделі, це дослідження відкриває нові шляхи для вивчення фундаментальних властивостей Всесвіту.

За інф. з сайту https://phys.org