Математики из Калифорнийского университета в Дэвисе представили расчёты, которые ставят под сомнение одну из ключевых идей современной космологии – роль тёмной энергии в ускоренном расширении Вселенной. В своей работе, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society A, учёные доказывают, что стандартная модель эволюции Вселенной математически нестабильна. По их мнению, наблюдаемое ускорение может быть естественным следствием уравнений Эйнштейна, что позволяет объяснить феномен без привлечения гипотезы о тёмной энергии.
Исследование бросает вызов общепринятой космологической модели «Лямбда-CDM», которая описывает развитие Вселенной с момента Большого взрыва. Авторы работы пришли к своим выводам, изучая систему уравнений Эйнштейна–Эйлера, которая объединяет общую теорию относительности и гидродинамику. Они обнаружили, что так называемые пространства-времена Фридмана, лежащие в основе стандартной модели, нестабильны.
Руководитель исследования Блейк Темпл сравнил эту ситуацию с карандашом, который стоит на острие. Хотя такое положение теоретически возможно и является решением уравнений равновесия, оно крайне неустойчиво и в природе не встречается. По словам учёных, нестабильные решения в физике принято считать нефизическими. Если Вселенная естественным образом отклоняется от этого нестабильного состояния, то её ускоренное расширение не требует введения дополнительной сущности.
Концепция тёмной энергии стала доминирующей почти тридцать лет назад, после того как астрономы выяснили, что расширение Вселенной не замедляется, а ускоряется. Истоки этой идеи восходят к «космологической постоянной», которую Альберт Эйнштейн ввёл в уравнения общей теории относительности, чтобы описать статичную Вселенную. Позже, когда Эдвин Хаббл доказал, что Вселенная расширяется, Эйнштейн назвал эту постоянную своей «величайшей ошибкой». Однако в 1990-х годах к ней вернулись, чтобы объяснить загадочное ускорение.
Анализ группы из Калифорнии показал, что любые малые отклонения от идеализированной модели Фридмана со временем не затухают, а нарастают. Это означает, что вблизи условного центра симметрии Вселенная может вести себя в соответствии со стандартной моделью, но на больших расстояниях от него наблюдатели будут фиксировать ускорение, которое возникает естественным образом из самих уравнений. Таким образом, модель «Лямбда-CDM» может не быть жизнеспособным и стабильным решением.
Работа математиков носит теоретический характер и пока не подкреплена наблюдательными данными. Кроме того, предложенная ими альтернативная модель с центром сферической симметрии вступает в противоречие с космологическим принципом Коперника, согласно которому у Вселенной нет выделенного центра, а наше положение в ней ничем не примечательно. Впрочем, авторы отмечают, что и стандартная модель требует, чтобы наблюдатель находился в «особом месте» для совпадения теории с данными. Если их выводы подтвердятся, это может привести к пересмотру фундаментальных представлений о расширении Вселенной.
