Таинственная сила природы решает две большие загадки Вселенной: что обнаружили физики

Фото: phys.org

Существуют две большие загадки Вселенной, над которыми ломают голову физики: проблема Хаббла и слишком большие и яркие галактики в ранней Вселенной. Теперь физики пришли к выводу, что обе загадки можно решить если в ранней Вселенной существовал дополнительный таинственный компонент – ранняя темная энергия. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, пишет Phys.

Ранняя темная энергии и большие загадки космоса

Темная энергия представляет собой неизвестную форму энергии, которая как считают физики, управляет ускоренным расширением Вселенной сегодня. Ранняя темная энергия представляет собой гипотетическую силу, которая повлияла на самое первое расширение космоса, а затем исчезла.

Проблемой Хаббла называется несоответствие в измерения скорости расширения Вселенной или постоянной Хаббла, которое наблюдают ученые. То есть разные измерения показывают разные величины. Второй загадкой для физиков является то, что в ранней Вселенной было обнаружено много слишком больших и слишком ярких галактик, которых не должно существовать.

Авторы исследования предполагают, что ранняя темная энергия является тем загадочным компонентом, который решает обе загадки, как показывает моделирование.

Решение проблемы Хаббла

Согласно стандартной космологической модели и моделям эволюции галактик, для формирования больших и ярких галактик нужны миллиарды лет. Но в прошлом году астрономы обнаружили с помощью космического телескопа Уэбб много больших и ярких галактик, которые противоречат теории. Они существовали уже в течение первых 500 млн лет после Большого взрыва.

Открытие означало, что, либо физика, лежащая в основе моделей неверна, или же во Вселенной существовал дополнительный компонент, который не был включен в модели.

Авторы исследования включили этот компонент в виде ранней темной энергии и выяснили, что это была своего рода антигравитационная сила в ранней Вселенной. Они противодействовала гравитации и заставляла космос расширяться с большим ускорением. Именно это может решить проблему Хаббла и убрать все несоответствия в измерениях, говорят физики.

Невозможные галактики и их объяснение

Также ученые рассмотрели, как ранняя темная энергия может повлиять на раннюю структуру Вселенной, чтобы создать первые галактики огромными и очень яркими.

Физики говорят, что сначала в ранней Вселенной сформировались гало из темной материи, где гравитация сильнее и началось накопления материи, внутри которых сформировались галактики. Ученые предположили, что количество ранних больших и ярких галактик должно быть пропорционально количеству больших гало темной материи.

В своей модели физики использовали ключевые космологические параметры, которые описывают эволюцию Вселенной. Физики определили, что существует по крайней мере 6 основных космологических параметров, одним из которых является постоянная Хаббла. Другие параметры описывают колебания плотности в первичной материи сразу после Большого взрыва, из которой в конечном итоге образуются гало темной материи.

Ученые предположили, что если ранняя темная энергия влияет на раннюю скорость расширения Вселенной, то она может повлиять на баланс других космологических параметров. А это приведет к появлению большого количества невозможных, с точки зрения существующей теории, галактик.

Моделирование показало, что влияние ранней темной энергии привело к появлению более крупных гало темной материи и соответственно огромных галактик в ранней Вселенной.

Теперь осталось лишь найти доказательства того, что ранняя темная энергия действительно существовала.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform