Всесвіт все ще втікає від нас

Ось один з найтривожніших фактів у всій науці. Всесвіт не просто розширюється, він розширюється все швидше і швидше. Кожна галактика віддаляється від кожної іншої галактики, і чим далі вона, тим швидше рухається, а ще гірше, це прискорення зростає. Що б не було причиною цього, і ми називаємо це темною енергією, оскільки ми справді не маємо уявлення, що це таке, здається, що вона перемагає.

Це було встановлено наукою з 1998 року, коли спостереження за вибухаючими зірками, які називаються надновими типу Ia, призвели до одного з найвражаючих відкриттів в історії астрономії. Команда, яка стояла за цим, отримала Нобелівську премію з фізики у 2011 році. Прискорений всесвіт став одним з основоположних каменів сучасної космології.

Розширення всесвіту з часом. Темна енергія почала прискорювати розширення приблизно п’ять мільярдів років тому (Кредит: NASA/WMAP Science Team)

Тоді, в листопаді минулого року, команда південнокорейських дослідників опублікувала дослідження, яке загрожувало вивести цей основоположний камінь. Їхній аналіз того ж типу наднових зірок припустив, що розширення всесвіту увійшло в фазу сповільнення, при цьому темна енергія, здавалося, послаблювалася з часом. Якщо це вірно, це змусило б переосмислити все, що космологи вважали зрозумілим щодо долі всесвіту.

Астрономічна спільнота відреагувала з поєднанням захоплення та обережності. Надзвичайні твердження вимагають надзвичайних доказів, і це твердження заслуговувало на серйозну перевірку. Це зайняло деякий час, але ця перевірка нарешті відбулася. Міжнародна команда астрофізиків, до складу якої входять професори Адам Рісс і Браян Шмідт, двоє з оригінальних лауреатів Нобелівської премії, опублікувала детальний спростування в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Їхній висновок однозначний: розширення всесвіту все ще прискорюється, темна енергія все ще дуже присутня, а південнокорейське дослідження містило значну помилку.

Помилка, як виявилося, полягала в тому, як оцінювався вік вибухаючих зірок. Попереднє дослідження припустило, що вік зірки, яка вибухнула як наднова, був таким же, як вік галактики, в якій вона знаходилася. Це звучить розумно, але це не так. Зірки в межах галактики можуть народжуватися в дуже різний час. Неправильне припущення спотворює обчислення яскравості, які лежать в основі всього аналізу, а спотворені обчислення яскравості призводять до спотворених висновків про те, наскільки швидко розширюється всесвіт.

Остаток наднової Тихо, вибуху типу Ia, спостереженого з Землі в 1572 році, зображений у рентгенівських променях обсерваторією Чандра NASA (Кредит: NASA/CXC/SAO)

Нове дослідження також виявило, що південнокорейська стаття не врахувала масу галактик-господарів, стандартну корекцію, яку сучасна космологія використовує саме для того, щоб забезпечити точність цих вимірювань. Коли обидві помилки виправлені, докази космічного прискорення повертаються чистими і послідовними. Що освіжає в цьому епізоді, так це те, що він розкриває, як насправді працює наука. Було зроблено сміливе твердження, його сприйняли серйозно, його ретельно перевірили незалежні експерти з інструментами та досвідом, щоб зробити це правильно, і було виявлено, що воно помилкове, не через ідеологію чи інституційну оборонність, а тому, що дані, правильно оброблені, розповідають іншу історію.

Таємниця темної енергії залишається такою ж глибокою, як і раніше. Ми знаємо, що вона існує, ми знаємо, що вона прискорює розширення всесвіту. Однак ми абсолютно не маємо уявлення, що це таке, принаймні, тепер ми можемо повернутися до спроби відповісти на це питання, а не дивуватися, чи було саме питання неправильним все це час.