Вибухи наднових вказали, що розширення Всесвіту сповільнилося. Це поставило під сумнів відкриття, відзначене Нобелівською премією

Проаналізувавши дані про 300 галактик і наднові типу Ia, астрономи виявили, що розширення Всесвіту вже сповільнюється, а темна енергія з часом слабшає. Це означає, що попередні висновки про прискорене розширення могли бути помилковими через неточності у вимірюваннях яскравості наднових у ранньому Всесвіті. Результати ставлять під сумнів відкриття, нагороджене Нобелівською премією 2011 року, та вказують на можливий перехід до «Великого стиснення» Всесвіту. Дослідження опубліковане в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Залишки наднової G299 типу Ia. NASA / CXC / U.Texas

Чи справді Всесвіт розширюється?

Чверть століття астрономи вважали, що Всесвіт розширюється дедалі швидше через загадкову темну енергію — відкриття, за яке у 2011 році присудили Нобелівську премію з фізики. У 1998 році, спостерігаючи за надновими типу Ia, які вважалися «стандартами» для вимірювання відстаней у Всесвіті через однакову яскравість, астрономи виявили, що далекі галактики віддаляються швидше, ніж передбачала теорія. Це дало підстави припускати, що темна енергія, яка становить близько 68 відсотків Всесвіту, прискорено його «розштовхує».

Однак вчені Університету Йонсей у Південній Кореї вирішили переглянути дані про наднові типу Ia, які лежать в основі моделі прискореного розширення. Вони припустили, що ці наднові не такі вже й «стандартні». Наприклад, їхня яскравість могла залежати від віку зірок і властивостей галактик, у яких вони вибухали.

Яке відкриття поставило під сумнів розширення Всесвіту?

Команда науковців проаналізувала вік і характеристики 300 галактик, де відбувалися вибухи наднових. Вони використовували сучасні методи спектрального аналізу та моделювання зоряного населення, щоб точно визначити, як вік галактик впливав на яскравість наднових у ранньому Всесвіті, мільярди років тому, порівняно з сучасними. Ключовим інструментом стало порівняння нових даних із класичними спостереженнями 1990-х. Дослідники перерахували відстані до галактик, скоригувавши їх на основі уточненої яскравості наднових. Це дозволило побудувати оновлену діаграму Габбла — графік, який показує, як швидко галактики віддаляються, залежно від їхньої відстані від нас.

Результати виявилися несподіваними: наднові в ранньому Всесвіті були в середньому тьмянішими, ніж вважалося раніше, через молодший вік зірок у тих галактиках. Це створювало ілюзію, що далекі галактики віддаляються швидше, ніж насправді. Після корекції даних вчені з’ясували, що розширення Всесвіту не прискорюється — воно перейшло у фазу уповільнення. Щобільше, темна енергія, яку вважали рушієм прискорення, слабшає швидше, ніж передбачала стандартна космологічна модель.

Ці висновки перегукуються з результатами проєкту DESI, який, використовуючи 3D-карту з 15 мільйонів галактик і квазарів, показав, що темна енергія не є константою, як передбачає модель. Обидва дослідження сходяться на тому, що темна енергія — динамічна, а стандартна модель потребує перегляду. Однак DESI спирався на вимірювання відстаней через коливання матерії під впливом хвиль із раннього Всесвіту, тоді як нові дослідження зосередилися на наднових, тому їхні висновки доповнюють один одного.

Як нове відкриття змінює наше уявлення про Всесвіт і темну енергію?

Отримані науковцями результати відкривають можливості для нових експериментів, зокрема для європейської місії «Евклід», яка може підтвердити або спростувати те, що розширення Всесвіту почало сповільнюватися. Якщо вони підтвердяться, це може означати, що Всесвіт не розширюватиметься нескінченно, а з часом може перейти до фази «Великого стиснення», коли все колапсує. Це також ставить питання про природу темної енергії: чи є вона взагалі окремою силою, чи це прояв чогось іншого.

Як досліджують розширення Всесвіту

🔭 Швидкість розширення Всесвіту оцінюють за сталою Габбла, вимірювання якої однойменний телескоп завершив у 2022 році. Значення цієї сталої оцінили вище, ніж у попередніх дослідженнях.

🛰 Нові дослідження космічних телескопів «Габбл», «Джеймс Вебб» та спектроскопічного інструмента DESI також вказували на те, що Всесвіт може розширюватися швидше, ніж передбачали досі.

📖 Детальніше про те, як телескоп «Евклід» досліджуватиме вплив темної матерії та темної енергії на розширення Всесвіту, ми розповідали в матеріалі ««Евклід» у викривленому Всесвіті».