Интегрированный эффект Сакса — Вольфе подтверждает существование тёмной энергии

Международная научная группа, представленная специалистами из Портсмутского университета (Соединённое Королевство) и Мюнхенского университета Людвига — Максимилиана (ФРГ), показала, что вероятность связи между тёмной энергией и анизотропией реликтового излучения равна 99,996%.

Соответствующее исследование в ближайшее время появится в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


Самая удалённая полусфера (карта РИ) находится в 46 млрд световых лет; самая близкая — наша Галактика. Учёным удалось показать, что между этими картами существуют корреляции. (Иллюстрация NASA / WMAP, ESO / S. Brunier.)

Анизотропией реликтового излучения, открытой в начале 1990-х, называют разницу температуры реликтового излучения (РИ) в различных направлениях от Земли. Основной её причиной считается предсказанный в 1967 году эффект Сакса — Вольфе (он же «эффект Сакса — Вольфа»), возникающий, когда фотон распространяется в неоднородном гравитационном поле, которое где-то сильнее, а где-то слабее. Если фотон движется по нарастающему гравитационному потенциалу, он теряет энергию и испытывает красное смещение; если же движение происходит по убывающему потенциалу, то он, наоборот, приобретает энергию, а его частота смещается ближе к фиолетовой части спектра. В случае одного фотона эффект приводит к изменению частоты, а для группы — к изменению температуры. Так, из-за этого, в силу движения нашей Галактики через реликтовое излучение (со скоростью 627 ± 22 км/с), «передняя» полусфера в направлении движения выглядит чуть горячее, а «задняя» — несколько холоднее.

Причиной существования эффекта называются возмущения гравитационного поля. Но что именно их вызвало — загадка. Гипотез на эту тему не счесть: это и нулевые квантовые флуктуации, и возмущения, вытекающие из инфляции в период экспоненциального расширения ранней Вселенной, которое вызвано вакуумной энергией... К счастью, споры о причинах существования анизотропии не могут помешать её использованию в научных целях.

На сей раз исследователи взялись проверить с помощью интегрированного эффекта Сакса — Вольфе (ИЭСВ) существование тёмной энергии, составляющей, предположительно, 73% всей материи во Вселенной. Напомним: после обнаружения ИЭСВ в 2003 году поднялась большая шумиха. К примеру, журнал Science назвал ИЭСВ «открытием года», но затем в силу вошли критики — ведь вариации в уровне энергии фотонов были относительно слабыми, поэтому некоторые астрономы даже ставили под сомнение сам факт обнаружения ИЭСВ.

Авторы нынешней работы заново рассмотрели все аргументы против ИЭСВ, а также уточнили карты, которые использовались в первом исследовании, посвящённом этому явлению. В итоге они пришли к выводу, что с вероятностью в 99,996% именно тёмная энергия ответственна за наличие более горячих участков в реликтовом излучении. (К слову, это тот же уровень надёжности, которого удалось достичь при открытии хиггсовского бозона.)

При отсутствии тёмной энергии или значительной кривизны во Вселенной между картой реликтового изучения и картиной распределения галактик не было бы никакой связи; напротив, существование тёмной энергии, её присутствие в районах распространения фотонов реликтового излучения должно влиять на энергию последних, создавая его анизотропию. Сверка имеющихся карт РИ и расположения близких к нам галактик показала: такая связь почти несомненно существует, что говорит скорее в пользу существования тёмной энергии.

Безусловно, самым важным следствием этой работы можно считать проверку самого факта существования тёмной энергии. Можно сказать, что теперь его нельзя оценивать ниже достигнутой точности в 99,996%: это, конечно, весьма близко к констатации её достоверного существования.

Впрочем, карты анизотропии реликтового излучения находятся в состоянии постоянного уточнения, поэтому, полагает ведущий автор работы Томаззо Жанантонио, «следующее поколение исследований реликтового излучения и галактик должно обеспечить точные измерения, либо подтверждающие теорию относительности, включая [факт существования] тёмной энергии, либо, что было бы ещё более интригующим, требующие нового понимания того, как работает гравитация».

Подготовлено по материалам Королевского астрономического общества.







Интересные новости
Вплине на вимірювання часу: танення льодовиків сповільнило обертання ЗемліВплине на вимірювання часу: танення льодовиків сповільнило обертання Землі
Вчені розповіли, чому «зірки-невдахи» часто самотніВчені розповіли, чому «зірки-невдахи» часто самотні
Блок рекламы


Похожие новости

Учёные создали энергоэффективные искусственные листья для поглощения углерода из воздухаУчёные создали энергоэффективные искусственные листья для поглощения углерода из воздуха
Искусственный лист оказался эффективнее природногоИскусственный лист оказался эффективнее природного
Pfizer заявила о 90%-ной эффективности ее таблеток от COVID-19
Канадская вакцина на основе белков табака показала высокую эффективность против COVID-19
В ВОЗ заявили, что вакцина Pfizer имеет эффективность при штамме омикрон.
В ВОЗ считают неэффективным переливание плазмы от переболевших ковидом
Настоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратил
Водород станет основным источником энергии для Южной Кореи к 2050 году
Коронавирус "Дельта": эффективны ли вакцины от COVID-19 против нового штамма
Аккумуляторы на базе магния смогут хранить в два раза больше энергии, чем литиевые
Последние новости

Подгружаем последние новости