Ранняя темная энергия может объяснить расширение Вселенной

Так называемая ранняя темная энергия могла существовать в зачаточном состоянии Вселенной, а затем вскоре исчезла. Это объясняет, почему темпы расширения не согласуются.

Темная энергия - это неизвестная, таинственная форма энергии, которая пронизывает пространство, заставляя Вселенную расширяться с все большей и большей скоростью. Но в последние два десятилетия ученые, изучающие ускоряющееся расширение Вселенной, обнаружили две очень разные скорости. Первый свет Вселенной - космическое микроволновое фоновое излучение (CMB) - предполагает более низкую скорость расширения пространства, чем исследования сверхновых и пульсирующих звезд в соседней Вселенной. Другими словами, сейчас кажется, что Вселенная расширяется быстрее, чем можно было бы предсказать, по тому, как она выглядела в ранней истории, вскоре после Большого взрыва.

Это разногласие было названо «напряжением Хаббла». Поскольку скорость CMB расходится с другими оценками, и поскольку ее расчет основан на космологических моделях, считается, что в модели чего-то не хватает - например, новых законов физики или неизвестных типов материи.

В новой статье, опубликованной 4 июня в журнале Physical Review Letters, предлагается, что ранняя темная энергия могла быть недостающим элементом, который изменил скорость раннего расширения Вселенной. Если это так, эта ранняя темная энергия незначительно повлияла на вид CMB, объясняя, почему измеренное расширение ниже ожидаемого. Будущие наблюдения CMB с высоким разрешением могут показать, действительно ли существовала ранняя темная энергия в молодой Вселенной.

«Роль этой ранней темной энергии состоит в во влиянии на скорость расширения примерно через 100 000 лет после Большого взрыва», считает Вивиан Пулин, ведущий автор новой статьи и исследователь в Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, подразделении Французского национального центра научных исследований. «В то время [ранняя темная энергия] составляла бы до 10% от общей энергии во Вселенной».

Ранняя темная энергия существовала бы недолго - вероятно, распалась бы всего через несколько сотен тысяч лет. В ранней Вселенной эта темная энергия функционировала бы как более ранняя временная космологическая постоянная - неизвестный фактор, который используется для объяснения текущего ускоряющегося расширения нашей Вселенной, а также расширения сразу после Большого взрыва. Но как только она исчезнет, ??скорость расширения Вселенной снова станет определяться современной космологической постоянной - текущей темной энергией.

Ученые будут продолжать изучать последствия ранней темной энергии для формирования Вселенной, в том числе на крупномасштабных структурах галактик. По словам Пулин, предстоящие миссии, такие как Large Synoptic Survey Telescope и телескоп Евклид, могут напрямую проверить наличие признаков ранней темной энергии всего за 5 лет.