Чи може хамелеон побудувати галактику? Відповідно до нових моделей комп’ютерів, так.
Це не жарт сюрреалістичного, а скоріше значення останніх симуляцій, які мають на меті пояснити внутрішню роботу темної енергії, таємничої сили, яка розбиває все у Всесвіті. Отримані результати, опубліковані 8 липня в журналі Nature Astronomy, надають підтримку моделі темної енергії, відомій як теорія хамелеона.
Натяки на темну енергію вперше були виявлені наприкінці 1990-х, коли космологи вимірювали світло далеких наднових і зрозуміли, що зорі тьмяніші, ніж очікувалося, припускаючи, що тканина космічного часу не тільки розширюється, але прискорюється у своєму розширенні. Фізики запропонували існування сили, яка діяла в опозиції до сили тяжіння, відштовхуючи речі одне від одного, а не зближуючи їх.
Більшість дослідників погоджуються з думкою, що темна енергія - це те, що відоме як космологічна константа, тип енергії, що утворився у вакуумі самого простору, розповів Баоджіу Лі, математик-фізик з університету Дарем в Великобританії. "Ця проста модель практично добре працює, і вона є прямим доповненням до космологічної моделі, не змінюючи закон тяжіння", - сказав він.
Проблема полягає в тому, що провідні теорії фізики передбачають, що значення енергії вакууму повинно бути на 120 порядків більше, ніж те, що спостерігають космологи за фактичними вимірюваннями темної енергії у Всесвіті, сказав Лі. Тож фізики шукали альтернативні пояснення, включаючи теорію Хамелеона.
За даними пояснювача журналу Sky and Telescope, теорія пропонує нову силу на чотирьох уже відомих, опосередкованих частинкою, яка називається частинка хамелеона. Сила хамелеона діяла б як темна енергія, розбиваючи галактики в космосі. Але мати несподівану п'яту силу виникає з власною дилемою - як же наші інструменти ще ніколи не бачили такої частинки?
Теорія припускає, що частинки хамелеона, як і їхні тіпці-рептилії, можуть вливатися у їхнє оточення, щоб уникнути виявлення. Замість того, щоб змінити колір, ці частинки змінюють масу. У середовищах з високою щільністю, таких як поблизу Землі, вони мають високу масу і тому їх важко виявити. Ось чому ми не бачимо впливу частинок хамелеона на нашу Сонячну систему, а скоріше лише на надзвичайно великих космологічних масштабах, де загалом, згідно з теорією, матерія є рідкою.
Для того щоб перевірити Хамелеонову теорію, дослідники провели потужні комп'ютерні симуляції, обертаючи віртуальну темну речовину - поки невідому речовину, що значно переважає видиму речовину у Всесвіті - з чотирма відомими силами плюс хамелеоновими частинками для створення небесних структур, як наша Сонячна система , згідно із заявою.
Але до цих пір обмеження потужності процесорів означали, що моделі не могли включати звичайну, видиму речовину, як протони та електрони. Лі та його колеги використовували суперкомп'ютери, щоб нарешті включити звичайні частинки поряд із усім іншим і створити структури галактики.
"Моделювання показують, що реалістичні галактики, як і наш власний Чумацький шлях, можуть утворюватися, незважаючи на складну поведінку сили тяжіння", - сказав Лі.
Команда сподівається, що подальше моделювання розкриє способи відрізнити теорію від інших гіпотез про темну енергію, додав він.
Отже, ці ідеї кидають виклик теорії загальної відносності Ейнштейна, як широко повідомлялося?
"Виклик - це сильне слово", - сказав Джеремі Сакштейн, фізик університету Пенсільванії у Філадельфії, який не брав участі в роботі, розповів Live Science.
Для перевірки загальної відносності корисно мати конкуруючі теорії, додав він, і це нове дослідження є кроком до прогнозування того, що ці альтернативи можуть бачити на космологічних масштабах.
