Там может быть экзотическая форма темной энергии таится во Вселенной, и это может объяснить упорное расхождение в измерениях скорости расширения Вселенной.
Эта так называемая ранняя темная энергия могла существовать в младенчестве вселенной, а затем вскоре исчезла. Это, в свою очередь, объясняет, почему темпы расширения не согласны.
Темная энергия - это неизвестная, таинственная форма энергии, которая пронизывает пространство, отбрасывая вселенную наружу с все большей и большей скоростью. Но за последние два десятилетия ученые, изучающие ускоряющееся расширение Вселенной, обнаружили две очень разные скорости. Первый свет вселенных - космическое микроволновое фоновое излучение или 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, как она выглядела в ранней истории, вскоре после Большого взрыва.
Это разногласие было названо «напряжением Хаббла». Поскольку скорость CMB находится в противоречии с другими оценками, и, поскольку ее расчет основан на космологических моделях, считается, что в модели чего-то не хватает - например, новые законы физики или неизвестные типы материи.
В новой статье, опубликованной 4 июня в журнале Physical Review Letters, предлагается, чтобы ранняя темная энергия могла быть недостающей частью, которая изменила скорость раннего расширения вселенной. Если это так, эта ранняя темная энергия незначительно повлияла бы на то, как выглядит CMB, объясняя, почему измеренное расширение ниже ожидаемого. Будущие наблюдения CMB с высоким разрешением могли бы показать, действительно ли ранняя темная энергия действительно существовала в молодой вселенной.
«Роль этой ранней темной энергии заключается в том, чтобы влиять на скорость расширения примерно через 100 000 лет после Большого взрыва», - Вивиан Пулин, ведущий автор новой статьи и исследователь в Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, подразделении Французского национального научного центра Исследования во Франции, рассказал Live Science. «В то время на его долю приходилось до 10% от общей плотности энергии во вселенной».
Предложенная ранняя темная энергия не продлится долго - вероятно, распадется 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. Однако, как только она исчезла, скорость расширения Вселенной снова стала бы определяться современной космологической постоянной - текущей темной энергией.
«На рынке есть много моделей, которые могут производить», - сказал Пулин в интервью Live Science. «Тот, который мы предложили, вдохновлен теорией струн».
Ученые будут продолжать изучать последствия ранней темной энергии для формирования вселенной, в том числе на крупномасштабных структурах галактик. По словам Пулина, предстоящие миссии, такие как Большой Синоптический Обзорный Телескоп и Телескоп Евклида, могут напрямую проверить наличие признаков ранней темной энергии всего за пять лет.
«Я думаю, что очень важно подумать о новых способах разрешения напряженности, как это делают эти авторы», - сказала в интервью Live Science астроном из Чикагского университета Венди Фридман, который не был связан с новой работой. «В конечном итоге это будет решено эмпирически с использованием более точных данных. И эксперименты и программы, которые разрабатываются в течение следующих нескольких лет, должны быть в состоянии проверить эти модели и решить этот вопрос решительно».
