Загадочная темная энергия, с которой связано ускорение расширения Вселенной, имеет свои корни в фоне «энергии вакуума», которая пронизывает весь космос, предполагает новое исследование.
"Мы предполагаем, что происходит динамический эффект квантового вакуума, параметр, который можно вычислить", - говорит соавтор Joan Sola из Университета Барселоны, Испания.
Хотя темная энергия составляет около 75 процентов Вселенной, ученые до сих пор не знают, что это такое. Они разработали несколько различных теорий, в том числе «теорию квинтэссенции», предполагающую наличие нечто вроде анти – тяготеющего агента, который отталкивает, а не притягивает.
Комбинированное изображение телескопа Хаббл, отображающее призрачное кольцо темной материи в скоплении галактик Cl 0024+17.
Другая концепция постулирует существование «фантомного поля», когда плотность продолжает увеличиваться со временем. Эта теория предсказывает ускорение расширения настолько мощным, что в конечном итоге развалятся связи, удерживающие атомы вместе, разрывая Вселенную друг от друга в "Большой Разрыв" через 20 миллиардов лет.
Гипотезы квинтэссенции и фантомного поля, частично основаны на данных, собранных с помощью NASA's Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) и спутника Планка Европейского космического агентства, которые изучают реликтовое излучение – древний свет, начавший насыщать Вселенную спустя 380000 лет после Большого взрыва.
В новом исследовании, Joan Sola и ведущий автор Spyros Basilakos из Академии Афин, Греция, проанализировали наблюдения космических аппаратов и не нашли достоверных подтверждений теории квинтэссенции и фантомного поля.
Модель распределения темной материи во Вселенной 13.6 миллиардов лет назад.
"Наше теоретическое исследование показывает, что уравнение состояния темной энергии может имитировать поле квинтэссенции или даже фантомное поле, но не подтверждает ни одно из них", - говорит Sola. "Таким образом, когда мы наблюдаем эти эффекты в данных, полученных с помощью WMAP и спутника Планка, мы понимаем, что это заблуждение".
Вместо этого, Basilakos и Sola предполагают, что темная энергия является одним из видов динамического эффекта квантового вакуума, то есть что-то другого, нежели космическая постоянная Эйнштейна, которая описывает статическую плотность энергии вакуума и является еще одним возможным объяснением природы темной энергии.
На этом коллаже показаны изображения шести разных галактических скоплений, сделанные при помощи космического телескопа НАСА Хаббл. Кластеры были обнаружены во время попыток исследовать поведение темной материи в галактических скоплениях при их столкновении.
Basilakos и Sola признают, что существуют некоторые несоответствия с квантовой теории энергии вакуума, но говорят, что это перспективная идея.
"Тем не менее, квинтэссенция и фантомные поля являются еще более проблематичными, поэтому объяснение, основанное на динамическом эффекте квантового вакуума, может быть более простым и естественным", - добавила Sola.