Ейнштейн мав рацію, але не зовсім: учені наблизилися до розгадки таємниці темної енергії

Багато астрофізиків намагаються зрозуміти, що собою являє загадкова темна енергія, яка стоїть за прискореним розширенням Всесвіту. Автори нового дослідження, представленого на сервері препринтів arXiv, використовували ШІ для розуміння впливу темної енергії і вважають, що саме штучний інтелект допоможе розібратися вченим у її природі, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Нова карта Всесвіту

Науковці використали дані проєкту Dark Energy Survey, зокрема вимірювання видимої та темної матерії для того, щоб створити нову комп'ютерну модель Всесвіту. Якщо темна енергія допомагає космосу розширюватися, то темна матерія допомагає всім галактикам не розпадатися на частини, хоча залишається невидимою, адже вона не взаємодіє зі світлом.

Після створення нової моделі Всесвіту вчені використовували ШІ, щоб отримати точну карту Всесвіту за останні 7 млрд років. Результати дослідження допомагають перевірити, які моделі космічної еволюції життєздатні в поєднанні з впливом темної енергії, а які ні.

Проблемна темна енергія

Терміном темна енергія астрофізики називають загадкову силу, яка прискорює розширення Всесвіту і відштовхує галактики одна від одної з плином часу. Вчені вважають, що чим би не була темна енергія, але вона точно дала додатковий поштовх початковому розширенню космосу після Великого вибуху. За словами вчених, є одне питання, на яке потрібно отримати відповідь під час вивчення цієї загадкової сили: чи є темна енергія космологічною постійною?

Космологічна постійна позначається грецькою літерою лямбда і її вперше ввів в обіг Альберт Ейнштейн, щоб переконатися, що рівняння його загальної теорії відносності підтримують ідею про те, що Всесвіт є статичним.

Але майже 100 років тому незабаром після появи теорії відносності спостереження за далекими галактиками показали, що Всесвіт розширюється, а значить він не статичний. Через це Ейнштейн назвав космологічну постійну своєю великою помилкою і відмовився від неї.

Але 26 років тому астрономи з'ясували, що Всесвіт не тільки розширюється, а й робить це зі зростаючою швидкістю. Щоб пояснити силу, яка змушує прискорюватися розширення космосу, вчені і ввели термін темна енергія. І тоді ж космологічну постійну було знову повернуто з небуття.

Вчені вважають, що космологічна постійна являє собою фонову енергію Всесвіту, яка діє майже як антигравітаційна сила. На цей момент космологічна постійна є основним свідченням існування темної енергії. За словами вчених, у результаті нового дослідження вони виявили, що темна енергія пояснюється космологічною постійною і таким чином вони виключили інші гіпотетичні моделі цієї сили.

Передбачення квантової фізики не працюють

Але космологічна постійна досі є серйозною проблемою для вчених. Нові спостереження за далекими галактиками показують, що значення лямбда на 120 порядків (10, за яким слідують 119 нулів) менше, ніж передбачає квантова фізика.

За словами вчених, поки що їхнє дослідження не може пояснити величезну прірву між теорією і спостереженнями. Це свідчить про те, що теорія квантової механіки помилкова. Але нова комп'ютерна модель Всесвіту може показати, які рівняння все ж працюють і описують, як розширюється Всесвіт.

Нова теорія гравітації?

Результати дослідження показують, що загальна теорія відносності все ж правильно описує гравітацію, але не можна виключати інші моделі гравітації, які могли б пояснити спостережуваний вплив темної енергії. Тобто, з одного боку, спостереження узгоджуються з передбаченнями Ейнштейна, але, можливо, знадобиться ще одна теорія гравітації, яка зможе пояснити повністю роботу темної енергії.

Автори сподіваються, що найближчими роками вони створять ще точніші карти Всесвіту на підставі нових даних про темну матерію і темну енергію. Це має нарешті привести астрофізиків до відповіді на загадку темної енергії.

Як уже писав Фокус, виявлено маленькі червоні плями в космосі, які змінюють уявлення про чорні діри.