Экзотическая «ранняя темная энергия» может быть отсутствующим звеном, объясняющим расширение Вселенной

Ранняя темная энергия может дать ученым много ответов

Темная энергия — это неизвестная, таинственная форма энергии, которая пронизывает пространство, расширяя вселенную со все большими скоростями. Но за последние два десятилетия ученые, изучающие ускоряющееся расширение Вселенной, обнаружили два совершенно разных показателя. Первый свет вселенных — космическое микроволновое фоновое излучение (CMB) — предполагает меньшие темпы расширения пространства, чем исследования сверхновых и пульсирующих звезд в близлежащей вселенной. Другими словами, кажется, что вселенная расширяется быстрее, чем предполагалось ранее.

Эти разногласия были названы «напряженностью Хаббла». Поскольку скорость CMB расходится с другими оценками, и поскольку ее расчет основан на космологических моделях, считается, что в модели чего-то не хватает — например, новых законов физики или неизвестных типов материи.

В новой статье предлагается, что ранняя темная энергия может стать недостающим элементом, который изменил темп расширения Вселенной. Если бы это было так, то эта ранняя темная энергия незначительно повлияла бы на внешний вид CMB, объясняя, почему измеренное расширение меньше, чем ожидалось. Будущие наблюдения с высоким разрешением CMB могут показать, действительно ли существовала ранняя темная энергия в молодой вселенной.

«Роль этой ранней темной энергии заключается в том, чтобы повлиять на темпы роста примерно через 100 000 лет после Большого взрыва. В то время [ранняя темная энергия] составляла до 10% от общей плотности энергии во Вселенной», — сказала Вивиан Пулен, ведущий автор новой статьи и исследователь Laboratoire Univers et Particules de Montpellier.

Предложенная ранняя темная энергия не просуществовала бы долго — вероятно, через несколько сотен тысяч лет она распалась. В молодой вселенной эта темная энергия функционировала бы как более ранняя временная космологическая постоянная — неизвестный фактор, который используется для объяснения текущего ускоряющегося расширения нашей вселенной, а также расширения сразу после Большого Взрыва. Однако, как только она исчезла, скорость расширения Вселенной вновь стала бы определяться современной космологической постоянной — текущей темной энергией.

«Есть много моделей, которые могут предположить раннюю темную энергию. То, что мы предложили, вдохновлено теорией струн, — сказала Пулен.

Ученые продолжат изучение влияния ранней темной энергии на формирование Вселенной, в том числе на крупномасштабные структуры галактик. По словам Пулен, предстоящие миссии, такие как Большой синоптический телескоп и Евклидный телескоп, смогут напрямую проверить признаки ранней темной энергии уже через пять лет.

В конечном счете, это будет разрешено эмпирическим путем с помощью более точных данных. И эксперименты и программы, разрабатываемые в ближайшие несколько лет, должны быть в состоянии протестировать эти модели и решить этот вопрос кардинально.

Популярные материалы