Таинственная сила может раскрыть секреты величайших загадок вселенной
Физики из Массачусетского технологического института предположили, что таинственная сила, называемая "ранней темной энергией", может помочь решить две самые большие загадки в нашем понимании Вселенной.
Эти загадки касаются того, насколько быстро расширяется Вселенная и почему астрономы видят так много ярких галактик, которые не должны были образоваться так рано.
Читайте нас в Telegram: только самые актуальные и проверенные новости
Одна из загадок называется "напряжение Хаббла". Это относится к несоответствию между измерениями скорости расширения Вселенной.
Другая загадка возникает из недавних наблюдений ранних, ярких галактик, обнаруженных космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST) НАСА. Эти галактики существовали в то время, когда Вселенная была очень молодой и не должны были быть такими яркими согласно современным моделям.
Исследователи Массачусетского технологического института предполагают, что обе загадки можно объяснить, если в ранней Вселенной некоторое время существовала таинственная сила, известная как ранняя темная энергия.
Темная энергия уже известна как странная форма энергии, которая, по мнению ученых, сегодня является движущей силой расширения Вселенной. Однако ранняя темная энергия является гипотетической версией этой силы, которая могла бы на короткое время ускорить расширение Вселенной вскоре после Большого взрыва, прежде чем исчезнуть.
Некоторые ученые уже подозревали, что ранняя темная энергия может помочь объяснить напряжение Хаббла, поскольку она могла бы заставить Вселенную расширяться быстрее на ранних стадиях, потенциально устраняя несоответствие в измерениях. Теперь команда MIT обнаружила, что ранняя темная энергия может также объяснить удивительно большое количество ярких галактик, обнаруженных в ранней Вселенной JWST.
В своем новом исследовании, опубликованном в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ученые смоделировали, как формировались галактики в первые несколько сотен миллионов лет существования Вселенной. Когда они добавили в свою модель раннюю темную энергию, они обнаружили, что она может объяснить неожиданно большое количество галактик, которые образовались на ранних этапах.
Физик Рохан Найду из Массачусетского технологического института объяснил, что ранняя темная энергия может быть недостающим ингредиентом, необходимым для решения этих двух основных проблем в космологии. "Это очень элегантное и простое решение как для напряжения Хаббла, так и для тайны ранних ярких галактик", — сказал Найду.
В группу под руководством Сюэцзяня Шеня также вошли физики из Техасского университета в Остине и Кембриджского университета.
Когда JWST заглянул вглубь космоса, он увидел большое количество ярких галактик, которые существовали, когда Вселенной было всего 500 миллионов лет — период, когда Вселенная была всего 3 процента от своего нынешнего возраста. Согласно современным теориям, Вселенная не должна была так быстро формировать такие большие и яркие галактики.
Чтобы исследовать, может ли ранняя темная энергия быть причиной, команда MIT сосредоточилась на том, как темная материя — невидимая субстанция, из которой состоит большая часть Вселенной — влияет на формирование галактик. Темная материя собирается в структуры, известные как гало, которые служат "скелетом" Вселенной. Галактики формируются внутри этих гало.
Исследователи разработали структуру для прогнозирования того, сколько галактик должно было образоваться в ранней Вселенной на основе различных космологических факторов, таких как скорость расширения Вселенной. Когда они добавили в смесь раннюю темную энергию, они обнаружили, что она создала более крупные гало темной материи, что привело к образованию более ярких галактик.
Это новое открытие показывает, что ранняя темная энергия могла оказать значительное влияние на то, как развивалась ранняя вселенная. Хотя для подтверждения этой связи необходимы дополнительные исследования, она предлагает многообещающее объяснение этих двух больших космических загадок.
Как сказал профессор Массачусетского технологического института Марк Фогельсбергер: "Мы продемонстрировали потенциал ранней темной энергии как единого решения двух основных проблем, с которыми сталкивается космология. Это может быть доказательством ее существования, если будущие наблюдения подтвердят эти выводы".
Исследование было поддержано НАСА и Национальным научным фондом.