До нашого Всесвіту існувала інша, а та, в якій ми живемо, – плоска. Ці два відкриття 2010 перевернули уявлення людини про еволюцію космосу. Вчені довели, що маса Всесвіту на 70 відсотків складається з таємничої "темної енергії", що прискорює її розширення. Якщо обидві теорії підтвердяться, це може стати новим кроком у пізнанні світу.

Перше відкриття було зроблено одним із самих блискучих фізиків нашого часу – Роджером Пенроузом з Оксфордського університету. Він задався питанням: а що передувало Великому вибуху, у результаті якого згідно домінуючою теорії утворилися час, матерія і простір?

У результаті проведених досліджень Пенроуз виявив докази існування іншого всесвіту, що передувала нашій. І взагалі, на думку вченого, розвиток світобудови відбувається циклічно: всесвіти народжуються, вмирають і знову народжуються зі свого ж попелу, проживаючи періоди, які фізик назвав "еонами". Його теорія дозволяє пояснити, чому неодмінно Всесвіт був дуже впорядкованої, що дозволило сформуватися дуже складних об'єктах.

Друге дослідження, опубліковане в Nature, провели Крістіан Маріноні і Едлін Буцци, французькі фізики з Університету Провансу. Воно повертає нас до давно забутої теорії Альберта Ейнштейна про те, що наш Всесвіт плоска. Свого часу Ейнштейн відмовився від неї, вважаючи помилковою. Проте саме така форма Всесвіту дозволила пояснити існування "темної енергії" – головної рушійної сили Всесвіту.

Французькі дослідники довели, що маса Всесвіту на 72 відсотки складається з цієї енергії, яка прискорює її розширення.

Сьогодні домінує теорія про те, що Всесвіт виник 13 700 мільйонів років тому з однієї точки великої щільності, яка в результаті Великого вибуху в перші миті існування являла собою "гарячий суп" з не пов'язаних в атоми вільних частинок. Температура цього "супу" становила тисячі мільйонів градусів (ці умови були нещодавно з успіхом відтворені у Великому адронному коллайдері – LHC). Зародившись, Всесвіт стала швидко розширюватися і охолоджуватися, частки почали формувати перші найпростіші атоми (водню), а сили гравітації протягом довгого часу працювали на те, щоб об'єднати атоми в матерію зірок і галактик.

Один з найбільш актуальних питань – питання про те, чому після Великого вибуху темп розширення Всесвіту не тільки не сповільнилося, але збільшується? У результаті вчені прийшли до висновку, що це великою мірою залежить від маси міститься в ній речовини. Якщо загальна маса речовини Всесвіту достатня для того, щоб сила гравітації (яка тим більше, ніжбільше маса) подолала первинну відцентрову силу Великого вибуху, тоді розширення Всесвіту буде зупинено і навіть може призвести до її згортання – колапсу, який учені називають Великим хрестом. Однак, якщо загальна маса недостатня, ніщо не зможе зупинити розширення Всесвіту, вона буде прагнути стати великою чорною пусткою, де врешті-решт згасне остання зірка.

Залишилося виміряти масу Всесвіту, однак наука зустрілася тут з багатьма сюрпризами. Перший полягає в тому, що звичайна речовина, з якої складаються галактики, зірки і планети і що існує як світло й інше вимірюється випромінювання, становить всього 5 відсотків від всієї маси Всесвіту, що абсолютно недостатньо, щоб загальмувати її розбіг. Інші 25 відсотків відповідають іншому "типу матерії", який не може безпосередньо бути виявлений нашими приладами, оскільки нічого випромінює. Ця матерія відома під ім'ям "темна". Ми знаємо, де вона знаходиться (так звані "чорні діри"), тому що можемо виміряти зміни гравітації, але ніхто ніколи не зміг "побачити" її. Можна лише будувати припущення щодо того, з яких частинок вона може складатися.

Дійсно, а якими властивостями повинні володіти ці частинки? Цілком очевидно, вони не повинні розпадатися на інші, більш легкі, інакше їм давно довелося б розпастися за весь час існування Всесвіту. Сам цей факт свідчить про те, що в природі діє новий, не відкритий поки закон збереження, що забороняє цим частинкам розпадатися. Аналогія тут з законом збереження електричного заряду: електрон – це найлегша частинка з електричним зарядом, і саме тому він не розпадається на більш легкі частки (наприклад, нейтрино і фотони).

Далі, частинки темної матерії надзвичайно слабо взаємодіють з нашим речовиною, інакше вони були б уже виявлені в земних експериментах.

Власне кажучи, на цьому знання вчених про ці цікаві частинках закінчуються і починається неоране поле здогадок і припущень.

Отже, з темною матерією, що становить ті самі 25 відсотків, хоч щось зрозуміло. Але що ж являють собою решту 70 відсотків? Вчені не в змозі поки дати певної відповіді на це питання і використовують термін "темна енергія". Однак про неї відомо ще менше, ніж про темну матерію.

Саме незвичайне в усьому цьому те, що темна енергія в певному сенсі відчуває антигравітацію. Саме завдяки цьому розширення Всесвіту не сповільнюється, а прискорюється. Така картина, взагалі кажучи, не суперечить загальній теорії відносності, однак для цього темна енергія повинна володіти спеціальним властивістю – негативним тиском. Це різко відрізняє її від звичайних форм матерії.е буде перебільшенням сказати, що природа темної енергії – головна загадка фундаментальної фізики XXI століття. Хоча один кандидат на цю роль уже є – звичайний, відомий всім вакуум. Щоправда, його природа також до цих пір залишається вельми загадковою.

Саме ця сила імовірно визначає збільшення швидкості розбігу Всесвіту. Саме цю темну енергію досліджували Пенроуз і вчені з Франції. Пенроуз проаналізував дані, отримані з супутника WMAP (який вимірював мікрохвильове випромінювання, що пронизує весь Всесвіт і що є слідом Великого вибуху). Він знайшов структури розподілу у вигляді концентричних кіл, які можна пояснити як сліди існування інших всесвітів (накладення старого випромінювання на нове). Це означає, що наш Всесвіт одна в низці багатьох і прийде час, коли вона помре і відродиться в результаті нового Великого вибуху. Перед "смертю" Всесвіт стане "гладкою і лінійної".

Цей висновок підтверджують Буцци і Маріноні, які довели, вимірюючи спотворення світла, що йде від 500 пар галактик, що ми живемо в плоскому всесвіту, а не зігнутої або сферичної, як багато хто думав. Відштовхуючись від постулату, що геометричні вимірювання можна використовувати для визначення складу Всесвіту, вчені вивчили розподіл взаємної орієнтації пар галактик, що звертаються навколо одна одної. У Всесвіті без темної енергії це розподіл був би сферично симетричним, тобто кількість пар, орієнтованих в будь-якому з напрямів, було б однаковим.

Спостереження показали, що насправді чим далі від Землі знаходяться пари галактик, тим більше асиметричним був розподіл їх орієнтації, – більше пар було розташовано вздовж променя огляду від Землі. Крім того, якщо б Всесвіт був сферичної або вигнутої, то ми бачили б зображення галактик деформованим, як якщо б виглядали в металевий м'яч і бачили там своє спотворене обличчя. У плоскому просторі спотворень немає, що й було відзначено.

За матеріалами: pravda.ru

Tweet

РОЗРОБКА ВЕБ-САЙТІВ, ПРОСУВАННЯ В ІНТЕРНЕТІ