Космологи доказали существование темной энергии

Космологи из Университета Кейс Вестерн Резерв в США и Катанийского университета в Италии создали точную модель эволюции Вселенной с помощью суперкомпьютера.

Изображение с сайта nasa.gov

Новая симуляция подтвердила, что расширение космоса с ускорением под действием темной энергии не является погрешностью старых моделей. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Некоторые ученые полагают, что допущения об однородности Вселенной могли привести к появлению ошибочных гипотез, например что космос расширяется с ускорением. В новом исследовании космологи решили свести допущения к минимуму и показать, что темная энергия не является результатом подобной ошибки. С помощью суперкомпьютеров они смоделировали расширение ранней Вселенной, когда материя начинала концентрироваться в сгустки, деформируя пространство вокруг себя и оставляя разреженные области.

По словам ученых, исследование помогает решить спор о точности упрощенного моделирования. Общая теория относительности Эйнштейна объясняет гравитацию как искривление пространства-времени. Согласно уравнениям, гравитация может быть достаточной, чтобы замкнуть Вселенную, иными словами, сжать ее. При недостаточной гравитации Вселенная будет расширяться вечно.

Однако решение уравнений Эйнштейна в масштабе всего мироздания было бы невозможным без упрощений. Например, раньше ученые предполагали, что материя равномерно распределена во всем космическом пространстве, а не концентрируется в виде галактик. Сейчас космологи моделируют развитие Вселенной, начиная с небольших областей, в которых под действием гравитации образуются плотные структуры. При этом в больших масштабах Вселенная остается однородной.

С помощью симуляции удалось выяснить, что области с высокой плотностью не влияют значительно на эволюцию Вселенной, и таким эффектом можно будет пренебречь в будущих вычислениях. Поэтому ускоренное расширение и темная энергия не являются результатом ошибочных допущений космологов. Ученые полагают, что новый метод не изменит устоявшиеся взгляды на эволюцию космоса. Однако работа поможет пролить свет на ранние стадии Большого взрыва и распространение в пространстве таких элементарных частиц, как нейтрино.

Темная энергия представляет собой гипотетическую энергию, которая введена в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого расширения с ускорением.