1 февраля 2008, 12:01

Астрономы не смогли выбрать между темной энергией и новой гравитацией

Международный коллектив, в который входил 51 астроном из 24 научных учреждений, опубликовал в журнале Nature отчет о беспрецедентно масштабном исследовании.
Целью данного исследования была проверка гипотезы о темной энергии.

В 1998 году астрономы выясняли, что происходит со скоростью расширения Вселенной: она уменьшается или остается неизменной. Неожиданно оказалось, что скорость увеличивается, то есть Вселенная расширяется с ускорением. Этого не могла объяснить ни одна из существующих теорий, поэтому появилась гипотеза о темной энергии.

Предполагается, что гипотетическая темная энергия заполняет все пространство и имеет особую характеристику, называемую отрицательным давлением. За счет отрицательного давления темная энергия вызывает гравитационное отталкивание: массивные объекты не притягиваются друг к другу, как предписывает теория гравитации, а отталкиваются, что и объясняет ускорение расширения. Влияние темной энергии становится достаточно сильным только в очень больших масштабах.

Появились разные, противоречащие друг другу теории темной энергии. Некоторые ученые предлагали отказаться от введения темной энергии и объяснить разбегание, изменив теорию гравитации (в частности, вернув в уравнения Эйнштейна отвергнутую космологическую постоянную). Для проверки этих гипотез не хватало экспериментальных данных.

Коллектив под руководством Луиджи Гуццо (Luigi Guzzo) разработал способ проверки гипотез о темной энергии. Движение галактик определяется не только расширением Вселенной, но и их обычным гравитационным взаимодействием между собой. Измеряя красное смещение спектра разбегающихся галактик, астрономы составляют карты далеких областей Вселенной, но гравитационное взаимодействие близких галактик вносит в эти карты сравнительно небольшие искажения. Группа Гуццо пришла к выводу, что, тщательно исследовав характер этих искажений, можно будет лучше понять характер разбегания галактик, а с ним - и природу темной энергии.

Используя оборудование Очень большого телескопа в Чили, астрономы изучили спектр 13 тысяч галактик, исследовав участок Вселенной объемом более 25 миллионов кубических световых лет. Исследование велось "в двух временах": сравнивались данные возрастом более семи миллиардов лет и сравнительно "современные" данные.

Результаты оказались несколько разочаровывающими: точности и количества измерений недостаточно, чтобы с уверенностью поддержать одну из конкурирующих гипотез о характере расширения Вселенной. С другой стороны, наблюдения подтверждают, что традиционные теории не могут адекватно описать разбегание галактик, поэтому какие-то изменения необходимы. В первом приближении введение темной энергии - удовлетворительное решение.

Группа Гуццо считает, что необходимо провести более масштабное исследование. Идеальным решением был бы обсуждающийся в Европейском космическом агентстве запуск инфракрасного спутника SPACE, который позволил бы собрать данные о спектрах более чем ста миллионов галактик.