Expansiunea accelerată a Universului este o scădere a luminozității „lumânărilor standard” extrem de îndepărtate ( supernove de tip Ia ) descoperite la sfârșitul anilor 1990 , interpretată ca o accelerare a expansiunii Universului . Distanțele față de alte galaxii sunt determinate prin măsurarea deplasării lor spre roșu . Conform legii lui Hubble , mărimea deplasării spre roșu a luminii din galaxiile îndepărtate este direct proporțională cu distanța până la aceste galaxii. Relația dintre distanță și redshift se numește parametrul Hubble (sau, nu tocmai exact, constanta Hubble ).
Cu toate acestea, valoarea parametrului Hubble în sine trebuie mai întâi determinată într-un fel, iar pentru aceasta este necesar să se măsoare valorile deplasării spre roșu pentru galaxii, distanțe până la care au fost deja calculate prin alte metode. Pentru aceasta, astronomia folosește „ lumânări standard ”, adică obiecte a căror luminozitate este cunoscută. Cel mai bun tip de „lumânare standard” pentru observații cosmologice sunt supernovele de tip Ia. Ele sunt foarte strălucitoare și se luminează numai atunci când masa unei vechi stele „ pitică albă ” atinge limita Chandrasekhar , a cărei valoare este cunoscută cu mare precizie. Prin urmare, toate supernovele de tip Ia care explodează la aceeași distanță ar trebui să aibă aproape aceeași luminozitate observată; în acest caz, este de dorit să se facă corecții pentru rotația și compoziția stelei originale. Comparând luminozitatea observată a supernovelor din diferite galaxii, se pot determina distanțele până la aceste galaxii.
În 1998 , în timpul observațiilor supernovelor de tip Ia, s-a constatat că în galaxiile îndepărtate, distanța până la care era determinată de legea Hubble, supernovele de tip Ia au o luminozitate sub cea pe care se presupune că o vor [1] [2] . Cu alte cuvinte, distanța până la aceste galaxii, calculată folosind metoda „lumânărilor standard” (supernove Ia), se dovedește a fi mai mare decât distanța calculată pe baza valorii stabilite anterior a parametrului Hubble. S-a ajuns la concluzia că universul nu se extinde doar, ci se extinde cu accelerație .
Pentru această descoperire , Saul Perlmutter , Brian P. Schmidt și Adam Riess au primit în 2006 Premiul Shao pentru Astronomie și Premiul Nobel pentru Fizică în 2011 .
Aceste observații au fost apoi susținute de alte surse: măsurători CMB , lentile gravitaționale , nucleosinteză Big Bang . Toate datele obținute se încadrează bine în modelul lambda-CDM .
Modelele cosmologice existente anterior presupuneau că expansiunea universului încetinește. Ei au pornit de la presupunerea că partea principală a masei Universului este materia - atât vizibilă, cât și invizibilă ( materia întunecată ). Pe baza noilor observații care indică o accelerare a expansiunii, a fost postulată existența unei forme necunoscute de energie cu presiune negativă (vezi ecuațiile de stare ). Ei au numit-o „ energie întunecată ”.
Ideea expansiunii accelerate a Universului implică o serie de consecințe non-triviale cu privire la natura evoluției sale. În special, sub unele ipoteze nu prea restrictive, a fost dovedită imposibilitatea fundamentală de a atinge echilibrul termodinamic în Universul în expansiune rapidă [3] .
Un tip complet diferit de lume va avea loc dacă abandonăm ipoteza Big Bang și ne ghidăm după cosmologia unei găuri negre . Atunci accelerația va fi o cădere naturală în spațiul care se extinde infinit din interiorul găurii negre. Radiația relicvă apare la un moment dat după trecerea sferei Schwarzschild și, în general, tot ceea ce a fost numărat anterior din momentul Big Bang-ului trebuie numărat din acest moment. Diferența fundamentală este că în cadrul de referință care presupune căderea într-o gaură neagră are loc și istoria până în acest moment.
La sfârșitul anului 2019, oamenii de știință coreeni au prezentat date observaționale care indică o corelație foarte mare (99,5%) a luminozității supernovelor Ia cu vârsta galaxiilor gazdă, ceea ce explică pe deplin discrepanța dintre luminozitatea observată cu deplasarea spre roșu și, prin urmare, neagă. accelerarea expansiunii Universului [4] . Autorii lasă discuția despre problema existenței energiei întunecate dincolo de sfera articolului; scepticii notează că datele nu pot fi extinse la ipoteza existenței materiei întunecate , deoarece există multe alte date cosmologice care pot fi explicate până acum doar prin utilizarea acesteia în calcule.
| Cosmologie | |
|---|---|
| Concepte și obiecte de bază | |
| Istoria Universului | |
| Structura Universului | |
| Concepte teoretice | |
| Experimente | |
| Portal: Astronomie | |