Возраст
Вселенной на протяжении десятилетий становился предметом горячих споров. В последние годы сформировалось общее мнение, и большинство учёных сегодня считают, что нашему миру 13,797 миллиарда лет. Однако в статье, опубликованной ScienceAlert, исследователи из Университета Оттавы выдвинули смелую гипотезу, предполагая, что на самом деле он может быть в два раза старше.
Если на этот вопрос до сих пор нет четкого и окончательного ответа, несмотря на долгие обсуждения специалистов, то это связано с тем, что крайне трудно найти надёжные доказательства, на которые можно было бы опереться.
Сегодня наиболее убедительный подход основан на наблюдениях за самыми старыми звёздами, интерпретируемых через работы астрофизика Весто Слайфера.
В 1910-х годах Слайфер первым обнаружил красное смещение галактик - явление, ставшее одним из краеугольных камней космологии.
Несмотря на существующие различия, для объяснения концепции красного смещения его часто приближают к эффекту Доплера. Последний объясняет, среди прочего, изменение звука проезжающей машины Формулы-1 или сирены скорой помощи.
Вы, вероятно, уже заметили, что, внимательно прислушиваясь, можно угадать движение транспортного средства относительно ваших ушей по звуку двигателя. Шум Формулы-1 становится громче при приближении и тише при удалении. Это происходит потому, что, удаляясь от наблюдателя, звуковые волны кажутся "растянутыми"; поскольку высота звука напрямую зависит от его частоты, это приводит к изменению восприятия.
Хотя эффект Доплера технически не является причиной смещения, используемого в космологии, его интерпретация основана на аналогичном принципе. Разница в том, что вместо звука астрономы применяют другой тип волн - электромагнитные, то есть свет.
Из работ Эдвина Хаббла и Жоржа Лемэтра мы знаем, что Вселенная постоянно расширяется. Это означает, что другие небесные тела удаляются от нас. Однако, когда излучение, исходящее от звёзд, распространяется по Вселенной на огромные расстояния, его длина волны изменяется. Подобно тому, как звук сирены становится более низким, это приводит к красному смещению светового спектра, который достигает нас.
Определив значение этого красного смещения, мы можем получить данные о движении звёзд. Поскольку
расширение Вселенной со временем ускоряется, можно сделать вывод об их возрасте: чем больше красное смещение света, тем старше объект, источник этого света.
Этот подход широко используется, поскольку он даёт стабильные результаты. Однако в этой модели есть существенные недостатки, и исследователи всё ещё озадачены случаями некоторых объектов.
Фото: focus.ua
Например, согласно методу красного смещения, возраст самых старых галактик, недавно обнаруженных космическим телескопом
Джеймса Уэбба, составляет около 13,4 миллиарда лет, что примерно соответствует 300 миллионам лет после
Большого взрыва - периоду, который соответствует заре известной Вселенной. Однако они иногда проявляют особенности, которые, согласно современным космологическим моделям, должны проявляться только через несколько миллиардов лет, что вызывает сомнения у специалистов.
Ключ к объяснению этих наблюдений основан на концепции, сформулированной в прошлом веке. Чтобы защитить идею статичной Вселенной без расширения,
Альберт Эйнштейн ввел понятие "усталый свет". В этой концепции говорится, что свет может терять энергию пропорционально пройденному расстоянию.
Позже известный швейцарский астрофизик Фриц Цвикки подхватил эту гипотезу. Он предположил, что наблюдаемое красное смещение может быть следствием этой "усталости" света, а не расширения Вселенной. Однако эта теория была явно несовместима со многими наблюдениями и в конечном итоге была отвергнута научным сообществом, которое поддержало идею Хаббла.
На помощь приходит команда Раджендры Гупты, исследователя из Университета Оттавы. Эти ученые выдвинули довольно смелую идею: по их мнению, эти две концепции не обязательно несовместимы. Гибридная модель может объяснить наблюдаемые несоответствия. "Позволяя двум теориям сосуществовать, мы можем переосмыслить красное смещение как гибридное явление, а не только как следствие расширения Вселенной", - объясняет Гупта.
Чтобы соединить эти концепции, Гупта опирался на другую идею, сформулированную в 1982 году физиком-нобелиатом Полем Дираком. С помощью важного уравнения квантовой физики, которое сегодня носит его имя, Дирак ввел понятие "константы связи".
Вкратце, эти константы описывают взаимодействия между силами, управляющими поведением субатомных частиц. Они существуют для всех наблюдаемых сил во Вселенной. Но, вопреки тому, что предполагает их название, эти "константы" могут эволюционировать со временем.
Это подводит нас к сути теории Гупты. По его словам, изменения этих констант могут повлиять на поведение света. Однако именно на этом основаны все оценки возраста Вселенной.
Это имело бы важные последствия. Если это верно, все наши расчеты по этому поводу могут быть ошибочными! И эта разница могла бы быть значительной в зависимости от модели, предложенной командой Гупты.
Вселенная может оказаться почти в два раза старше, чем считается сегодня.
"Наша новая модель растягивает формирование галактик на миллиарды лет, в результате чего возраст Вселенной составит 26,7 миллиарда лет, а не 13,7 миллиарда, как предполагалось ранее", - объясняет он в заявлении.
Очевидно, что на данный момент это всего лишь амбициозная теория. Ее следует сопоставить с конкретными наблюдениями, чтобы проверить, действительно ли она совместима с наблюдаемой реальностью. Однако эта идея также привлекательна, поскольку она устранила бы многие неясности современных космологических моделей.
Поэтому следует внимательно следить за этой работой и работой других команд, занимающихся этой темой. Однако не стоит торопиться. На практике потребуется много лет наблюдений, чтобы подтвердить или опровергнуть такое революционное предположение.
В любом случае, независимо от того, верна ли эта новая модель, она представляет собой новую возможность переосмыслить границы существующих теорий. Это важный шаг для будущего космологии и науки в целом. В конце концов, только регулярно подвергая сомнению эти достижения, человечество сможет раскрыть самые сокровенные секреты нашего мира.
Остаётся надеяться, что мы все еще будем здесь, чтобы воспользоваться этим, когда исследователи, наконец, соберут воедино огромную загадку Вселенной!