Теорията за тъмната енергия се размина с наблюденията

Космологичната константа – основно обяснение та тъмната енергия – работи само ако параметърът w (съотношението на налягането и плътността) в уравнението за състоянието на тъмната енергия е равен на -1.

Но свежи данни от експеримента Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) показват, че -1 никак не се получава. Изследването се опира на данни от взривове на свръхнови от тип Ia, които се смятат за ефективно средство за определяне на дистанцията в Далечния космос, тъй като енергията от тези колизии винаги е еднаква.

По такъв начин, сверявайки яркостта, наблюдавана от астрономите, с тази величина, винаги може да се определи разстоянието. И по тези измервания се получава, че w е равно на -1,186.

„Ако w е такова, това значи, че най-простият модел, обясняващ тъмната енергия (посредством космологичната константа), е неверен”, смята Армин Рест от Института на космическия телескоп, водещ автор на изследването.

Ученият предупреждава: става дума за най-първата обработка на нови данни и е рано да се говори с увереност, но резултат все пак има. Ако анализът на екипа му е верен, космологичната константа, която някога Айнщайн определя като най-голямата си грешка, може да започне втори живот по този маршрут.

Засега анализът се основава на информация само за 150 свръхнови от тип Ia, наблюдавани в периода 2009–2011 г. от първия телескоп на системата Pan-STARRS.

Такива свръхнови се взривяват, когато предшестващите ги бели джуджета достигнат определена гранична маса, затова техните взривове винаги имат еднаква изходна енергия. След спектроскопски наблюдения на светлината от свръхновата може да се разбере вече не разстоянието до нея, а доколко разширението на Вселената в районите, през които е преминала светлината от свръхновата по пътя към Земята, е повлияло на излъчването от изригването, което виждаме.

Учените са съпоставили тези данни с наблюденията на „Планк” – европейския спътник, изучавал реликтовото лъчение – и по този начин са получили основа за изчисление на уравненията за състоянието на тъмната енергия.

Това, че w се различава от -1 за експериментите от три различни научни групи, кара изследователите да се замислят – каква нова физика е възможно да се крие зад това явление? По-точно, какво да се прави, ако тъмната енергия не е космологична константа?

Толкова странно значение на w може да сочи, че тъмната енергия невинаги е била константа, тя може значително да е варирала през историята на Вселената.

Такъв подход към тъмната енергия е известен отдавна: редица учени смятат, че става дума или за квинтесенция, или за динамично поле, чиято енергийна плътност може да се мени в пространството (тоест да бъде различна в различните региони на Вселената) и във времето.

Ясно е че такъв подход не буди възторг сред всички –ако тъмната енергия наистина е квинтесенция, както за първи път предположили през 1967 г., теоретично става допустимо нарушението на принципа на еквивалентност, а и варирането на физичните константи в различните райони на Вселената, което засега не намира особено потвърждение в астрономичните наблюдения.

Както казва Адам Рийс, лауреат на Нобелова награда по физика за 2011 година и награден за откриването на тъмната енергия, следващите година-две и аналогична работа по проекта Pan-STARRS или ще потвърдят, или ще опровергаят изводите на Армин Рест. И ако се случи първото, физиката я чакат големи промени.

Отчет за изследването е приет за публикуване в Astrophysical Journal, но с него можете да се запознаете тук.