Модели эволюции Вселенной говорят о ее расширении

Впервые после бескомпромиссных формул Эйнштейна исследователи создали модели эволюции Вселенной, чтобы выяснить, действительно ли темная энергия ускоряет ее расширение.

Правда ли, что расширение Вселенной ускоряется и всё, что ее составляет, разлетается с нарастающей скоростью под действием таинственной силы? Или ложные предположения об однородном пространстве, которое выглядит одинаковым во всех направлениях, создают неправильное впечатление? Несколько исследовательских команд из США и Италии представили недавно в трех публикациях первые полные симуляции без ограничений законов общей теории относительности.

До этого лишь суперкомпьютеры были в состоянии сами моделировать математически уменьшенные приближения, основанные обычно на ньютоновской теории тяготения. Исследователи рассматривали, как расширяется Вселенная, исходя из несколько неравномерного распределения материи при реальных измерениях. Гравитация способствовала созданию постоянно растущих скоплений массы. Для расчетов применялись модели, которые были разработаны, чтобы определить, как влияют на пространство-время двойные черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга. Удалось дважды экспериментально доказать такое влияние, проявляющееся в виде гравитационных волн.

Эволюция Вселенной - начало и конец Фото: © dreamstime/Attila Alexovics

Современные космологические модели появились в двадцатые годы прошлого века. Одним из создателей теории Большого Взрыва, согласно которой Вселенная продолжает расширяться с момента ее выхода из сингулярности, был бельгийский священник и астрофизик Леметр. Это подтвердили измерения красного смещения спектров галактик, выполненные Эдвином Хабблом.

Однако компьютерные мощности ограничивали дальнейшее цифровое моделирование эволюции Вселенной. Поэтому используется предположение о однородной Вселенной, в которой (при больших масштабах) материя везде распределена одинаково, и игнорируются реально существующие локальные скопления массы, такие как звезды и галактики. При этом вместо сложных релятивистских уравнений Эйнштейна рассматриваются упрощенные модели гравитации. Не принимаются во внимание физические эффекты.

Вычисления сверхновых тоже предоставляют доказательства ускоренного расширения Вселенной. Толчок к этому должна давать темная энергия, о которой нам пока известно очень мало. Все это и сегодня порождает скептиков преобладающих космологических моделей.

Но авторы данного исследования не считают, что их работа будет способствовать отмене идеи темной энергии, так как релятивистские эффекты, которые они обнаружили при моделировании, слишком малы по сравнению с крупномасштабными. Тем не менее, они обнаружили, что превышение скорости расширения в менее плотных областях может достигать 28 процентов, а в районах с большей плотностью вещества гравитационный коллапс скоплений материи может происходить более быстрыми темпами.

Таким образом, новые релятивистские методы могут, например, привести в ближайшие несколько лет к лучшему пониманию образования галактик.

Источник:  spektrum.de