Возраст сверхновых ломает привычную картину космоса — что происходит со Вселенной сейчас

В течение трёх десятилетий космологи были уверены: Вселенная расширяется с растущей скоростью, а движущей силой этого процесса является тёмная энергия — гипотетическая "антигравитация", пронизывающая космос. Эта идея основывалась на наблюдениях за сверхновыми типа Ia, служившими "стандартными свечами".

Фото: NASA by Chandra, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Остаток сверхновой RCW 103 c нейтронной звездой 1E 161348-5055 в центре

Однако исследование, выполненное в Университете Ёнсе (Сеул, Южная Корея) и опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ставит под сомнение фундаментальный вывод современной космологии. Учёные не обнаружили признаков ускорения Вселенной после учёта ключевого систематического эффекта.

Возраст сверхновых оказывается критичным

Команда профессора Ён Ук Ли в ходе анализа пришла к выводу: яркость сверхновых Ia значительно зависит от возраста звёзд-предшественниц. Даже после стандартных процедур калибровки сверхновые из молодых звёздных скоплений выглядят систематически слабее, а из старых — ярче.

Ли отмечает: "Наше исследование показывает, что в современную эпоху Вселенная уже вступила в фазу замедленного расширения и что тёмная энергия развивается гораздо быстрее, чем считалось ранее".

Он также добавил, что подтверждение этих результатов стало бы "серьёзным сдвигом парадигмы в космологии со времён открытия тёмной энергии 27 лет назад".

Статистическое подтверждение и разрыв со стандартной моделью ΛCDM

Использовав выборку примерно из 300 галактик и огромный набор данных о сверхновых, исследователи подтвердили влияние возрастного смещения с достоверностью 99,999 %. После введения поправок стало ясно: данные больше не согласуются со стандартной космологической моделью ΛCDM, в которой тёмная энергия представлена космологической постоянной.

Зато скорректированные наблюдения хорошо совпадают с альтернативной моделью, поддерживаемой проектом Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Она учитывает данные о барионных акустических колебаниях (BAO) и космическом микроволновом фоне (CMB).

Объединение скорректированных данных о сверхновых с BAO и CMB привело к исключению ΛCDM с подавляющей вероятностью, что является крайне серьёзным вызовом устоявшимся представлениям.

Вселенная уже замедляется

Комплексный анализ, проведённый командой, показывает: Вселенная не ускоряется, как считалось последние десятилетия. Напротив, она уже вступила в фазу замедленного расширения.

Профессор Ли пояснил различие с результатами DESI: "В рамках проекта DESI были получены ключевые результаты путём объединения нескорректированных данных о сверхновых… Это позволило сделать вывод о том, что, хотя в будущем Вселенная будет замедляться, в настоящее время она всё ещё ускоряется".

Но их собственный анализ с учётом возрастного смещения указывает на обратное: Вселенная замедляется уже сейчас.

Ослабление тёмной энергии — ключевой вывод исследования, и он согласуется с моделями, построенными только на BAO или BAO+CMB, хотя до сих пор этому аспекту уделяли недостаточно внимания.

Независимая проверка и первые подтверждения

Чтобы исключить влияние эволюции галактик, исследователи проводят дополнительный тест: они анализируют только сверхновые, вспыхивающие в молодых галактиках одного возраста по всему диапазону красных смещений. Первые результаты подтверждают главный вывод — ускорения нет.

Профессор Чхоль Чун (Чонский университет) отметил, что предстоящее развитие наблюдательных программ резко улучшит возможности проверки этих выводов:

"В течение следующих пяти лет обсерватория Веры К. Рубин обнаружит более 20 000 новых галактик, в которых вспыхивают сверхновые… Это позволит провести гораздо более надёжную и точную проверку космологии сверхновых".

Что стоит за этим открытием

Если исследование будет подтверждено независимыми группами, космологии придётся столкнуться с серьёзным вызовом:

• тёмная энергия может быть не постоянной;
• расширение Вселенной может замедляться;
• а противоречие между измерениями — "парадокс Хаббла" — наконец получит объяснение.

Это открывает дорогу новым моделям космологической динамики и требует пересмотра ключевых положений современной теории.