Эйнштейн был прав, но не совсем: ученые приблизились к разгадке тайны темной энергии

Фото: New Atlas

Многие астрофизики пытаются понять, что из себя представляет загадочная темная энергия, которая стоит за ускоренным расширением Вселенной. Авторы нового исследования, представленного на сервере препринтов arXiv, использовали ИИ для понимания влияния темной энергии и считают, что именно искусственный интеллект поможет разобраться ученым в ее природе, пишет Space.

Новая карта Вселенной

Ученые использовали данные проекта Dark Energy Survey, в частности измерения видимой и темной материи для того, чтобы создать новую компьютерную модель Вселенной. Если темная энергия помогает космосу расширяться, то темная материя помогает всем галактикам не распадаться на части, хотя остается невидимой, ведь она не взаимодействует со светом.

После создания новой модели Вселенной ученые использовали ИИ, чтобы получить точную карту Вселенной за последние 7 млрд лет. Результаты исследования помогают проверить, какие модели космической эволюции жизнеспособны в сочетании с влиянием темной энергии, а какие нет.

Проблемная темная энергия

Термином темная энергия астрофизики называют загадочную силу, которая ускоряет расширение Вселенной и отталкивает галактики друг от друга с течением времени. Ученые считают, что чем бы ни была темная энергия, но она точно дала дополнительный толчок изначальному расширению космоса после Большого взрыва. По словам ученых, есть один вопрос на который нужно получить ответ при изучении этой загадочной силы: является ли темная энергия космологической постоянной?

Космологическая постоянная обозначается греческой буквой лямбда и ее впервые ввел в оборот Альберт Эйнштейн, чтобы убедиться, что уравнения его общей теории относительности поддерживают идею о том, что Вселенная является статичной.

Но почти 100 лед назад вскоре после появления теории относительности наблюдения за далекими галактиками показали, что Вселенная расширяется, а значит она не статична. Из-за этого Эйнштейн назвал космологическую постоянную своей большой ошибкой и отказался от нее.

Но 26 лет назад астрономы выяснили, что Вселенная не только расширяется, но и делает это с возрастающей скоростью. Чтобы объяснить силу, которая заставляет ускоряться расширению космоса, ученые и ввели термин темная энергия. И тогда же космологическая постоянная была снова возвращена из небытия.

Ученые считают, что космологическая постоянная представляет собой фоновую энергию Вселенной, которая действует почти как антигравитационная сила. На данный момент космологическая постоянная является основным свидетельством существования темной энергии. По словам ученых, в результате нового исследования они обнаружили, что темная энергия объясняется космологической постоянной и таким образом они исключили другие гипотетические модели этой силы.

Предсказания квантовой физики не работают

Но космологическая постоянная до сих пор представляет собой серьезную проблему для ученых. Новые наблюдения за далекими галактиками показывают, что значение лямбда на 120 порядков (10, за которым следуют 119 нулей) меньше, чем предсказывает квантовая физика.

По словам ученых, пока что их исследование не может объяснить огромную пропасть между теорией и наблюдениями. Это говорит о том, что теория квантовой механики ошибочна. Но новая компьютерная модель Вселенной может показать, какие уравнения все же работают и описывают, как расширяется Вселенная.

Новая теория гравитации?

Результаты исследования показывают, что общая теория относительности все же правильно описывает гравитацию, но нельзя исключать другие модели гравитации, которые могли бы объяснить наблюдаемое влияние темной энергии. То есть с одной стороны наблюдения согласуются с предсказаниями Эйнштейна, но может быть потребуется еще одна теория гравитации, которая сможет объяснить полностью работу темной энергии.

Авторы надеются, что в ближайшие годы они создадут еще более точные карты Вселенной на основании новых данных о темной материи и темной энергии. Это должно наконец-то привести астрофизиков к ответу на загадку темной энергии.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform