Эхо Большого Взрыва помогло ученым найти темную энергию

Европейские астрофизики доказали с 99,996% вероятностью, что темная энергия существует, сопоставив колебания в реликтовом излучении - "эхе" Большого взрыва - с распределением материи на карте галактик в окружающей нас Вселенной и опубликовали свои выводы в статье в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

"Темная энергия является одной из величайших научных загадок нашего времени, и поэтому это не удивительно, что многие исследователи пытаются понять, существует ли она или нет. Наша новая работа придала нам больше уверенности в том, что этот экзотический компонент Вселенной на самом деле существует, хотя и мы не имеем и малейшего представления о том, из чего он состоит", - пояснил один из участников группы ученых Роберт Николь (Robert Nichol) из Портсмутского университета (Великобритания).

Николь и его коллеги под руководством Томмазо Джанантонио (Tommaso Giannantonio) из Обсерватории Мюнхенского университета (Германия) уже несколько десятилетий пытаются найти доказательство существования темной энергии.

Темная энергия является во многом загадочной субстанцией космического пространства, однако именно она, по мнению ученых, ответственна за все ускоряющееся расширение границ Вселенной. Этот вид энергии невозможно обнаружить напрямую при помощи современных астрофизических приборов, из-за чего ученые пытаются "поймать" ее по косвенным признакам.

Джанантонио и его коллеги предположили, что темную энергию можно обнаружить по колебаниям в "температуре" реликтового излучения, которые вызываются ее неравномерным распределением в различных уголках обозримой Вселенной.

Как объясняют ученые, микроволновое фоновое излучение Вселенной, представляющее собой отголосок Большого Взрыва, неоднородно по своей природе. В нем существуют области с различной "температурой" - частотой и другими параметрами излучения. Такие области могут возникать в результате гравитационного взаимодействия фотонов реликтового излучения с большими скоплениями темной энергии в далеких галактиках.

Данный эффект был предсказан еще в 1967 году американскими физиками Райнером Саксом (Reiner Sachs) и Артуром Вольфом (Arthur Wolfe), еще до открытия темной энергии. В современной интерпретации эффект Сакса-Вольфа в микроволновом фоновом излучении возникает благодаря растяжению пространства, которое вызывается темной энергией.

По словам астрофизиков, фотоны реликтового излучения разгоняются, когда они попадают в поле действия гравитаций крупных галактик и их скоплений. В случае, если бы темная энергия не существовала, частицы света теряли бы при выходе из галактики столько же энергии, сколько они получили при входе в нее, чего, однако, не происходит. За время пролета фотонов темная энергия расширит пространство, в результате чего фотон вылетит из галактики с "лишней" энергией.

Руководствуясь этой идеей, Джанантонио и его коллеги попытались найти следы этого эффекта, сопоставляя карту галактик в обозримом космосе с колебаниями в реликтовом излучении.

По словам астрофизиков, флуктуации в "эхе" Большого взрыва на 99,96% совпадают с распределением материи в далеких от нас уголках Вселенной. Иными словами, авторам статьи удалось доказать, что темная энергия существует, с практически 100% вероятностью.

"Наша работа также указывает на возможные исправления в общей теории относительности Эйнштейна. Дальнейшие исследования реликтового излучения и обзоры галактик или подтвердят ее, или потребуют совершенно нового понимания того, как работает гравитация", - заключает Джанантонио.