З'явіўся істотны доказ таго, што Вялікага выбуху ніколі не было
Існуе некалькі версій узнікнення Сусвету, і тэорыя Вялікага выбуху пакуль лічыцца самай папулярнай і грунтоўнай з іх. Аднак цяпер тэорыі выбуху кінуты выклік, бо нечакана пацвердзілася іншая гіпотэза, якая стагоддзе таму была абвергнута і адкінута навукоўцамі. Вось пра што яна.
30.09.2024 / 11:33
Ілюстрацыйная выява Вялікага выбуху, згенераваная ChatGPT (DALL·E)
Апублікаванае ў буйным навуковым часопісе Particles даследаванне амерыканскага астрафізіка Ліёра Шаміра сведчыць аб тым, што агульнавядомая і папулярная ў навуцы канцэпцыя Вялікага выбуху можа аказацца памылковай.
«У 1920-я гады вядомыя астраномы Эдвін Хабл і Жорж Леметр адкрылі, што чым далей галактыка знаходзіцца ад нас, тым хутчэй яна аддаляецца ад Зямлі. Гэтае адкрыццё прывяло да з'яўлення тэорыі Вялікага выбуху, якая кажа пра тое, што Сусвет пачаў пашырацца дзякуючы няўяўнага памеру касмічнаму выбуху і што быццам Сусвет дагэтуль пашыраецца і можа пашырацца далей з яшчэ большай хуткасцю.
Прыкладна ў той жа час выбітны амерыканскі астраном Фрыц Цвікі высунуў іншую здагадку, што больш далёкія ад Зямлі галактыкі зусім не рухаюцца хутчэй. І што гэта толькі ілюзія ад таго, што святло ад далёкіх галактык пры дасягненні Зямлі страчвае сваю энергію. Гэтая думка стала называцца гіпотэзай «Старэння святла», але яна была ў цэлым адвергнутая навукоўцамі, бо тэорыя Вялікага выбуху стала лічыцца больш грунтоўнай», — распавядае ў сваім даследаванні астрафізік з Універсітэта штата Канзас Ліёр Шамір.
Галоўная прычына адмовы навукоўцаў ад гіпотэзы Старэння святла складаецца ў тым, што да гэтага часу не было ніякіх факталагічных назіранняў, якія б пацвярджалі сам факт таго, што святло губляе энергію ў працэсе ўласнага руху праз космас.
Астраномы Эдвін Хабл (злева), Жорж Леметр (у цэнтры) і Фрыц Цвікі (справа). Фоты: Wikimedia Commons
Асноўным пунктам сутыкнення канцэпцый Вялікага выбуху і Старэння святла з'яўляецца феномен чырвонага ссоўвання. Феномен палягае ў тым, што святло ад больш аддаленых галактык выглядае для нас (адлюстроўваецца на спецыяльных прыладах) больш чырвоным, чым святло ад тых, што бліжэй да Зямлі. Гэты эфект узнікае таму, што па меры таго, як аб'екты ў Сусвеце аддаляюцца адзін ад аднаго, даўжыня хвалі святла павялічваецца, што ссоўвае яе ў чырвоную вобласць спектру (і наадварот, калі касмічныя аб'екты блізкія да нас ці набліжаюцца да нас, то даўжыня хвалі святла змяншаецца і адлюстроўваецца на прыладах ужо сінім колерам).
Паводле Эдвіна Хабла і Жоржа Леметра, чырвонае ссоўванне заўсёды прапарцыйнае адлегласці да аб'екта і чым далей галактыка ад нас, тым хутчэй яна аддаляецца. Гэта назіранне ляжыць у аснове тэорыі Вялікага выбуху і прадугледжвае, што Сусвет трывала пашыраецца.
Аднак канцэпцыя Цвікі прадугледжвае іншае: справа не ў хуткасці аддалення аб'ектаў, а толькі ў адлегласці да Зямлі. Фатоны святла, якія вандруюць праз велізарныя адлегласці, паступова губляюць сваю энергію, і з-за гэтага зніжаецца іх частата, што і выклікае эфект чырвонага ссоўвання і стварае ілюзію, быццам Сусвет пашыраецца.
І ў апошнія гады даўно адвергнутая канцэпцыя Цвікі пачала абзаводзіцца істотнымі доказамі. Па-першае, з дапамогай новага і самага магутнага на гэты момант касмічнага тэлескопа Джэймса Уэба (JWST) было выяўлена, што самыя раннія галактыкі Сусвету аказаліся больш складанымі і развітымі, чым лічылася раней. Паводле тэорыі Вялікага выбуху, такія старыя структуры не павінны існаваць, а яны нашмат старэйшыя за сам гіпатэтычны Вялікі выбух.
Па-другое, астрафізік Ліёр Шамір у сваім даследаванні выкарыстаў выявы больш за 30 000 галактык з трох магутных касмічных тэлескопаў для больш дэталёвага вымярэння чырвонага ссоўвання галактык на аснове іх адлегласці ад Зямлі і высветліў, што часціцы святла сапраўды могуць страчваць энергію на вялікіх адлегласцях.
«Я выкарыстаў пастаянную хуткасць кручэння Зямлі вакол цэнтра Млечнага шляху для вывучэння чырвонага ссоўвання галактык, якія рухаюцца з рознымі хуткасцямі, у розных кірунках і ў розныя бакі (у прамым ці процілеглым) адносна Зямлі, і для праверкі таго, як змяненне чырвонага ссоўвання рэагуе на змяненне хуткасці.
Вынікі аналізу паказваюць, што галактыкі, якія круцяцца ў процілеглы бок адносна Млечнага шляху, адрозніваюцца меншым чырвоным ссоўваннем у параўнанні з тымі, якія рухаліся ў той жа бок, што і наша галактыка. Гэтая розніца адлюстроўвае рух Зямлі, калі яна круціцца ў адзін бок разам з Млечным шляхам. Але вынікі таксама паказалі, што розніца ў чырвоным зрушэнні павялічвалася, калі галактыкі знаходзіліся далей ад Зямлі. Паколькі хуткасць кручэння Зямлі ў адносінах да галактык пастаянная, прычынай адрознення ў чырвоным ссоўванні можа быць менавіта аддаленасць галактык ад Зямлі. Гэта паказвае, што чырвонае ссоўванне галактык змяняецца з адлегласцю, а не з хуткасцю іх аддалення, што і прадказаў Фрыц Цвікі ў сваёй гіпотэзе Старэння святла.
Гэта можа сведчыць аб тым, што Сусвет існуе значна даўжэй за агучаныя навукоўцамі 13,8 мільярда гадоў і не знаходзіцца ў стане нарастаючага пашырэння. А імавернага першапачатковага Вялікага выбуху, які нібыта запусціў бясконцае пашырэнне Сусвету, ніколі не адбывалася», — адзначае астрафізік Ліёр Шамір.
Ліёр Шамір, астрафізік і дацэнт Універсітэта штата Канзас, ЗША. Фота: Haaretz
Пацвярджэнне гіпотэзы «Старэння святла» можа перавесці яе ў стан яшчэ адной паўнавартаснай фундаментальнай тэорыі, альтэрнатыўнай тэорыі Вялікага выбуху.
Гіпотэза не толькі абвяргае папулярную ў навуцы канцэпцыю, што Сусвет перабывае яшчэ ў зачаткавым стане, але і ставіць пад сумнеў думку, што чалавецтва не зможа ў будучыні наведваць іншыя галактыкі з-за нібыта ўсё большага аддалення іх адна ад адной.
У дадатак да гэтага гіпотэза «Старэння святла» кідае выклік двум распаўсюджаным гіпатэтычным сцэнарам аб магчымым сканчэнні Сусвету:
- Што Сусвет у сваім бясконцым і нарастальным пашырэнні непазбежна разарве і расшчэпіць абсалютна ўсе аб'екты і часціцы (ад звышмасіўных чорных дзір да драбнюткіх атамаў).
- Што Сусвет наадварот спляснецца і сцягне ўсе касмічныя аб'екты і часціцы назад у першапачатковы стан сінгулярнасці, які папярэднічаў гіпатэтычнаму Вялікаму выбуху.
Пры гэтым гіпотэза «Старэння святла», нават пацверджаная, не дае магчымага адказу на тое, як узнік Сусвет і што будзе з ім далей. Яна толькі кажа на карысць таго, што Сусвет можа быць адносна ці цалкам статычным і нікуды мэтанакіравана не рухацца.
На Марсе знайшлі падземны акіян. Яго памеры велізарныя
Гэтае вынаходніцтва дазволіць чалавецтву жыць вечна. Расказваем, як яго пабудаваць