Ускоренное расширение Вселенной

Какие наблюдения подтвердили теорию ускоренного расширения Вселенной? Что исследователи понимают под темной энергией? Зачем в уравнение Эйнштейна была введена космологическая постоянная? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Горбунов.

В процессе наблюдения за далекими объектами увидели, что в ту эпоху Вселенная расширялась не так, как она расширяется сегодня. Это явление сначала было воспринято довольно скептически. Со всеми нормальными субстанциями мы привыкли иметь дело в обычной физике (газ релятивистских частиц, барионы, протоны и так далее). И в любых случаях (релятивистских и нерелятивистских частиц) Вселенная расширяется, но с замедлением. В момент времени темп расширения Вселенной меньше, чем в предыдущий момент времени. Вселенная остывает и останавливается, что очень понятно человеку. Но увидели другое явление. Замедление вдруг стало проходить, и Вселенная стала расширяться все быстрее. Это произошло в эпоху, когда наша Вселенная была в два раза более компактная, чем сейчас. И обнаружили этот факт, наблюдая за ранними сверхновыми.

Ученые увидели, что во Вселенной должна существовать новая компонента, получившая название темной энергии по аналогии с темной материей, которую потребовалось ввести задолго до этого открытия. Темная энергия — это энергия, которую мы никаким образом не видим с помощью тех приборов, с которыми мы привыкли иметь дело. В астрономии все наблюдения — это наблюдения за светом, который приходит к нам от каких-то объектов. Мы не видим объект, не можем его пощупать, не знаем его свойств, не знаем, что происходило, пока свет летел, пыль, пока расширялась Вселенная, что тоже на это все влияет. Все, что мы знаем, — каким это излучение пришло к нам, а остальное — наши гипотезы. В данном случае люди поверили, что они знают физику сверхновых.

Во Вселенной есть процессы, которые идут постоянно. Например, процесс образования структур. Речь идет о неоднородностях. Сначала образуются галактики из неоднородности распределения вещества, затем скопления галактик, крупные скопления. Факт, что Вселенная начинает расширяться с ускорением, влияет на этот процесс. Астрономы увидели, что процесс формирования крупных скоплений галактик завершился в прошлом и сегодня уже не идет. Это независимое указание на то, что такая компонента есть во Вселенной. В конце концов совокупность указаний убедила Нобелевский комитет, и в 2011 году исследователи, впервые утверждавшие наличие такой компоненты во Вселенной, получили Нобелевские премии.