Прискорене розширення Всесвіту підтверджене

Скупчення галактик Abel85, розташоване на відстані приблизно 740 млн світлових років від Землі, зареєстровано рентгенівською обсерваторією Чандра. Пурпурне світіння - це газ, розігрітий до декількох мільйонів градусів.

Ілюстрація до моделі зростання космічних структур Всесвіту. Зображені три віку Всесвіту: 0,9 млрд, 3,2 млрд і 13,7 млрд років (нинішній стан).

<

>

Міжнародна група вчених під керівництвом Олексія Віхлініна з Інституту космічних досліджень РАН експериментально підтвердила прискорене розширення Всесвіту новим незалежним методом і відновила картину її розвитку в часі. Зараз в ІКД РАН ведуть роботи зі створення нової орбітальної рентгенівської обсерваторії, одним із завдань якої буде визначення рівняння стану темної енергії з безпрецедентною точністю.

Олексій Віхлінін, виступаючи з доповіддю на конференції «Астрофізика високих енергій сьогодні і завтра», що пройшла в ІКД РАН, розповів, що в минулому столітті за спостереженнями далеких наднових зірок було показано, що наш Всесвіт розширюється з прискоренням. Для пояснення цього прискорення ввели поняття «темної енергії» ( «невидимої енергії»). Її властивості виявилися вельми незвичайними - так, наприклад, темна енергія повинна володіти негативним тиском, щоб «розштовхувати» Всесвіт. Встановлення природи цієї загадкової темної енергії - одна з головних задач фізики, оскільки, згідно з сучасними уявленнями, саме темна енергія визначає розвиток нашого світу.

В основі роботи міжнародної групи вчених з Європи і США лежало дослідження розподілу масивних скупчень галактик в просторі - основних елементів великомасштабної структури Всесвіту. (Великомасштабну структуру можна уявити як скупчення галактик, з'єднані филаментами

- скупченнями газу, між якими знаходяться порожнечі.) Темна енергія повинна робити істотний вплив на зростання великомасштабної структури, оскільки вона протидіє силі гравітаційного тяжіння матерії і перешкоджає утворенню згущення речовини на великих масштабах відстаней. Найбільшою мірою цей вплив відбивається на швидкості освіти масивних скупчень галактик. Такі скупчення містять тисячі галактик, подібних нашій, і можуть мати маси порядку 1014 мас Сонця.

Експериментально виявлено та детально досліджено 86 найбільш масивних скупчень галактик у Всесвіті, що знаходяться на відстані від декількох сотень мільйонів до декількох мільярдів світлових років від Чумацького Шляху. Велика частина скупчень відкрита на підставі даних рентгенівського телескопа Росатом (Німеччина, НАСА). Вимірювання відстаней виконані за допомогою десятка оптичних телескопів по всьому світу: Keck, Magellan, NTT і ін. Велика кількість спостережень проведено також за допомогою російсько-турецького 1,5-метрового телескопа РТТ-150. Головний внесок в успіх роботи зроблений орбітальної рентгенівської обсерваторії Чандра (США) - за її даними точно виміряні маси скупчень.

На основі отриманих результатів астрофізики відновили картину розвитку Всесвіту починаючи приблизно з 2/3 її віку до теперішнього часу, тобто протягом останніх 5,5 мільярда років (що приблизно відповідає віку Сонця). Результати цього дослідження показали, що зростання великомасштабної структури протягом цього часу істотно сповільнилося.

Сила, з якою темна енергія «розштовхує» речовину, описується параметром рівняння стану темної енергії, що має фізичний зміст, подібний до жорсткістю пружини. Дослідники провели найбільш точне на сьогоднішній день вимірювання цього параметра. Отримані результати мають на увазі, що рівняння загальної теорії відносності (тільки з додаванням космологічної сталої) добре працюють на всіх спостережуваних відстанях - від радіусів орбіт планет в нашій Сонячній системі до розмірів всієї спостережуваної частини Всесвіту.

ІКД РАН у співпраці з інститутами Товариства ім. Макса Планка (Німеччина) та іншими науковими організаціями зараз веде роботи зі створення орбітальної рентгенівської обсерваторії «Спектр-рентген-гамма» (СРГ), запуск якої планується в 2012 році. Обсерваторія призначена для повного огляду неба, в ході якого, як очікується, буде відкрито близько 100 тисяч скупчень галактик (тобто всі масивні скупчення галактик у Всесвіті), приблизно 3 млн ядер активних галактик (надмасивних чорних дір) і близько 2 млн корональні-активних зірок. На основі спостережень масивних скупчень галактик передбачається більш точно оцінити швидкість росту великомасштабної структури Всесвіту, що, в свою чергу, дозволить визначити безпрецедентно точно рівняння стану темної енергії.

Астрофізики вважають, що вивчення природи темної енергії дозволить створити нову теорію вакууму, яка, можливо, буде поширена на інші фізичні явища. Не виключено, що в рамках нової теорії виявиться, що наш простір має не чотири, а п'ять вимірів.