Ускоренное расширение вселенной объяснили самовзаимодействием темной материи.
11.04.2021 в 00:54
Физики с помощью симуляций протестировали альтернативную модель ускоренного расширения вселенной - отказались от космологической постоянной и постулировали существование сил отталкивания между частицами темной материи, которые действуют на масштабах порядка мегапарсеков и по величине пропорциональны квадрату дисперсии скоростей. Оказалось, что такой подход позволяет воспроизвести поведение вселенной в общепринятой модели с космологической постоянной
. Статья в The Astrophysical Journal опубликована.
Современные астрофизические наблюдения показывают, что вселенная расширяется ускоренно - то есть удаленные галактики со временем разлетаются все быстрее. Этот факт требует физической интерпретации, ведь гравитация - взаимодействие, которое считается доминирующим на крупных масштабах, - лишь притягивает объекты друг к другу. В стандартной космологической модели ускоренное расширение описывают при помощи космологической постоянной - величины, которая описывает плотность энергии чистого вакуума (темной энергии) в уравнениях общей теории относительности и обеспечивает отталкивание между далекими объектами.
Такой подход удобен, поскольку позволяет объяснять наблюдения, постулируя в модели всего один числовой параметр, однако у него есть и существенные недостатки. Так, космологическую постоянную приходится подбирать на основе самих же наблюдений и не удается вычислить независимо - например, в рамках квантовых представлений энергия вакуума оказывается на множество порядков выше, или вообще не может быть предсказана.
Это мотивирует ученых придумывать альтернативные модели, которые объясняли бы ускоренное расширение вселенной, но не привлекали для этого космологической постоянной. Некоторые физики предлагают модифицировать теорию гравитации, другие - предположить, что расширение вселенной неоднородно, а мы просто оказались в области, которая расширяется быстрее среднего, третьи - отказаться от ускоренного расширения как такового и искать ошибку в измерениях, которые о нем свидетельствуют. Тем не менее модель с космологической постоянной пока остается предпочтительной.