ipotezei

Astronomii au descoperit că, probabil, universul nu se extinde rapid, ceea ce înseamnă că nu este nevoie de existența energiei întunecate.

Cu numele de „energie întunecată”, cosmologii se referă la un factor necunoscut care determină expansiunea accelerată a universului, descoperit în 1998. Este „pentru descoperirea expansiunii accelerate a universului prin observarea de supernove îndepărtate” a fost Premiul Nobel din 2011 în fizică.nu exista energie întunecată, gravitația ar trebui să încetinească expansiunea.

Această descoperire a fost făcută prin măsurarea distanțelor față de galaxiile foarte îndepărtate, cu o mare deplasare la roșu, folosind metoda „lumânării standard”. Semnificația metodei este că, dacă luminozitatea sursei este cunoscută, atunci distanța până la aceasta poate fi calculată din gradul de atenuare a radiației primite (cu cât „lumânarea” este mai departe, cu atât luminozitatea vizibilă este mai mică). Supernovele de tip Ia sunt utilizate în astronomie în acest scop. Ele strălucesc atunci când masa piticii albe, care crește în detrimentul materiei înconjurătoare, atrasă de gravitație, atinge o anumită valoare, numită limita Chandrasekhar. Deoarece toate aceste supernove au aproximativ aceeași masă, luminozitatea lor trebuie să fie aproape aceeași.

Studiul supernovelor de tip Ia a arătat că galaxiile foarte îndepărtate sunt de fapt chiar mai departe decât rezultă din legea lui Hubble, care leagă distanțele de galaxii de deplasarea lor spre roșu. Astfel, astronomii au ajuns la concluzia expansiunii accelerate a universului.

Cu toate acestea, acest rezultat se bazează pe presupunerea că luminozitatea supernovelor de tip Ia nu se schimbă odată cu vârsta galaxiilor sau, cu alte cuvinte, cu o schimbare la roșu. O analiză a noilor observații făcute de-a lungul a nouă ani de către astronomii sud-coreeni de la Universitatea Yonsei și Institutul de Științe Astronomice și Spațiale arată că această presupunere este cel mai probabil greșită.

Un articol care descrie rezultatele acestui studiu a fost acceptat pentru publicare în Astrophysical Journal. Îl poți întâlni la arxiv.org.

Modelul cosmologic standard presupune expansiunea accelerată a universului și existența energiei întunecate.

Astronomii coreeni au făcut măsurători spectroscopice foarte precise (raportul semnal/zgomot este de aproximativ 175), acoperind majoritatea galaxiilor cunoscute de tip timpuriu, care sunt galaxii părinte pentru supernovae de tip Ia. Cu ajutorul acestor observații, s-au obținut cele mai directe și fiabile estimări ale vârstei diferitelor populații stelare din aceste galaxii părinte. Cercetătorii au descoperit o corelație semnificativă între luminozitatea supernovelor și vârsta populațiilor stelare, cu o probabilitate de fiabilitate de 99,5%. Astfel, aceste rezultate reprezintă cel mai direct și mai riguros test al posibilității de evoluție a luminozității supernovelor de tip Ia realizate vreodată.

Pe măsură ce stelele precursoare ale supernovelor din galaxiile părinte devin mai tinere odată cu creșterea roșiei, acest lucru duce inevitabil la o eroare sistematică gravă la măsurarea distanțelor cosmologice folosind supernove. Dacă luăm în considerare evoluția luminozității supernovei, atunci pur și simplu nu este nevoie să introducem ideea energiei întunecate, conform calculelor echipei profesorului Young-Wook Lee de la Universitatea Yonsei (vezi graficul: linia roșie este influența evoluției luminozității supernovelor (Lee și colab., 2019), punctele sunt rezultatele observațiilor (Betul și colab., 2014), linia neagră punctată este luminozitatea calculată a supernovelor pe baza în ceea ce privește proporționalitatea directă (legea lui Hubble), linia neagră continuă este abaterea de la legea lui Hubble, care a dat naștere ipotezei energiei întunecate. Graficul arată că evoluția luminozității supernovelor explică aproape în totalitate abaterile observate de la legea lui Hubble).

Această lucrare se bazează pe observațiile făcute de echipă de-a lungul a 9 ani folosind Observatorul Las Campanas de 2,5 metri, Chile și telescopul MMT de 6,5 metri, SUA.

Pe baza acestui fapt, autorii studiului consideră că corelațiile de luminozitate găsite anterior cu morfologia și masa galaxiilor, precum și cu rata de formare a stelelor, sunt cel mai probabil legate de vârstă. Motivul pentru acest lucru este încă neclar.

Aceasta înseamnă că o scădere a luminozității supernovelor are loc nu numai datorită creșterii distanței până la acestea, ci și datorită diferenței de vârstă a galaxiilor în care se află. Vedem galaxii îndepărtate mai tinere decât cele din apropiere. Astfel, estimările distanțelor utilizate pentru a deduce expansiunea accelerată a universului sunt supraestimate. Cel puțin o mare parte a scăderii luminozității este legată de evoluția luminozității supernovelor odată cu vârsta. Și acest lucru pune în discuție expansiunea accelerată a universului și, în consecință, existența energiei întunecate.

Autorii nu neagă existența energiei întunecate, dar susțin că dependența găsită ar trebui studiată în detaliu în cosmologia „lumânărilor standard” înainte de a discuta despre energia întunecată. Pentru a-și baza rezultatele pe o bază mai solidă, cercetătorii vor crește numărul de galaxii studiate, inclusiv cele mai îndepărtate.

Comentând rezultatul, prof. Lee, care conduce proiectul, a spus:

„Citându-l pe Carl Sagan, afirmațiile extraordinare necesită dovezi extraordinare, dar nu sunt sigur că avem dovezi atât de extraordinare ale energiei întunecate. Rezultatul ilustrează faptul că energia întunecată a cosmologiei SN, care a dus la Premiul Nobel pentru fizică din 2011, poate fi un artefact al unei presupuneri fragile și false. "

Rezultatele au fost prezentate la cea de-a 235-a reuniune a Societății Astronomice Americane, care a avut loc la Honolulu, Hawaii, pe 5 ianuarie. (14:50 h. În sesiunea de cosmologie, prezentare № 153.05). Articolul a fost, de asemenea, acceptat pentru publicare în Astrophysical Journal și va fi publicat în ianuarie 2020.