Нужна ли нам темная энергия, чтобы объяснить ускорение расширения Вселенной?

Вы ничего не упускаете, кроме небольшого неверного истолкования результатов космологии сверхновой типа Ia.

Без темной энергии скорость расширения Вселенной замедлилась бы. Гравитационное «притяжение» всего было бы ответственно за это замедление.

Когда мы смотрим на далекую галактику, мы видим ее такой, какой она была, когда излучался свет. Действительно, красное смещение более далеких галактик имеет два компонента: если бы расширение Вселенной не ускорялось и не замедлялось, закон Хаббла, согласно которому скорость удаления была пропорциональна расстоянию, применялся бы на всех расстояниях.

Но кроме того, для замедляющейся Вселенной скорость удаления была бы выше, чем предсказывает закон Хаббла, или, другими словами, значение «постоянной» Хаббла в прошлом было больше.

Теперь эксперимент по космологии сверхновой типа Ia должен был проверить это, измеряя скорости и эффективно измеряя расстояние до очень далеких галактик. Вы можете попытаться сопоставить эти пары скорости и расстояния с моделью расширяющейся Вселенной, которая имеет изменяющуюся во времени постоянную Хаббла. Они обнаружили, что в какой-то момент в прошлом замедление Вселенной прекратилось, и она начала ускоряться . Скорости далеких галактик были недостаточно высоки, чтобы соответствовать чисто замедляющейся Вселенной.

Сделанный вывод, подтвержденный теперь другими свидетельствами — в частности, фоновыми флуктуациями космического микроволнового излучения — заключается в том, что во Вселенной существует форма плотности энергии (если хотите, давление), которая заставляет пространство расширяться, и в последние миллиарды лет развития нашей Вселенной эта «темная энергия» стала доминировать в ее динамике, вызывая ускорение расширения.

Мне нравится следующее изображение (из Perlmutter et al. 2003) — теперь оно заполнено большим количеством данных — но оно показывает суть. Кривые показывают масштабный фактор Вселенной как функцию времени. Равномерное расширение (вселенная без темной энергии или гравитирующей материи была бы просто прямой линией). Градиент этого графика в любой момент времени сообщает вам значение «постоянной» Хаббла в это время. Вселенные с темной энергией имеют точку перегиба, где градиент перестает уменьшаться и начинает увеличиваться, т.е. Вселенная немного замедляется, а затем начинает ускоряться. Наблюдения сверхновых типа Ia были проведены достаточно далеко назад, чтобы пройти (как раз) за эту точку перегиба и смогли увидеть разницу между измеренными скоростями и скоростями, предсказанными чисто замедляющейся Вселенной.

Сравнение близких и далеких сверхновых, проведенное группой по поиску сверхновых с высоким Z (Рисс и др., 1998) и группой Проекта космологии сверхновых (Перлмуттер и др., 1999), выявило удивительный переход расширения Вселенной от замедления к ускорению.

Исследовательские группы обнаружили, что удаленные сверхновые были на 10-25% тусклее и, следовательно, дальше, чем ожидалось, по сравнению с соседними местными сверхновыми.

Используя сверхновые типа Ia, исследовательские группы выдвинули «первое убедительное свидетельство космического замедления, которое предшествовало нынешней эпохе космического ускорения» (Рисс и др., 2004).

Параметр замедления ( q 0 = Ω M /2) дает представление о том, как замедляется расширение Вселенной.

Неожиданно, когда данные о скорости расширения были проанализированы с точки зрения плотности массы (Ω M ), оказалось, что Ω M составляет –0,36. Поскольку отрицательной массы не существует, получение отрицательного значения плотности массы не имело смысла, если только Вселенная не ускорялась (Рисс, 2012).

Так как q 0 = Ω M /2, поэтому отрицательное значение массовой плотности (Ω M ) явно подразумевало отрицательное значение параметра замедления ( q 0) (положительное значение параметра замедления ( q 0 > 0) подразумевает замедление, тогда как отрицательное значение параметра замедления ( q 0 < 0) подразумевает ускорение).

При введении космологической постоянной «Λ» в уравнение параметра замедления уравнение принимает вид q 0 = (Ω M /2) – ΩΛ (ΩΛ обозначает плотность энергии, связанную с пустым пространством).

Приведенное выше уравнение теперь помогает объяснить наблюдаемое ускорение расширения Вселенной под отталкивающим влиянием энергетической составляющей (темной энергии). На основании этого было рассчитано значение космологической постоянной: «99,7–99,8% достоверности независимо от плотности массы» (Рисс, 2012). Это убедительно подтвердило космическое ускорение.

Однако есть проблемы, связанные с этим.

Кажущийся переход расширения Вселенной от замедления к ускорению не может быть объяснен без привлечения загадочной и гипотетической составляющей энергии (темной энергии) неизвестного происхождения, не имеющей объяснения в фундаментальной физике.

Связанное с этим расхождение в 120 порядков еще больше усложняет проблему до невообразимой степени.

Согласно Дарреру (2011), (по сравнению с темной материей) «темная энергия, однако, очень тревожна. С одной стороны, тот факт, что такие неожиданные результаты были обнаружены наблюдениями, показывает, что современная космология действительно управляется данными, а не идеями, которые можно сделать, чтобы соответствовать разрозненным наблюдениям. Современные космологические данные слишком хороши, чтобы их можно было привести в соответствие с расплывчатыми представлениями. С другой стороны, малая космологическая постоянная настолько неожиданна и трудно согласуется с нашими представлениями о фундаментальной физике, что люди начали искать другие возможности».

Эксперимент, проведенный Sabulsky et al. (2019) с помощью атомной интерферометрии для обнаружения темной энергии, воздействующей на один атом, помещенный в камеру сверхвысокого вакуума, не выявили следов какой-либо таинственной энергии.

Это очень верно, что удаленные сверхновые находятся дальше, чем ожидалось, однако, имея в виду, что «люди начали изучать другие возможности», следовательно, может ли быть еще какая-то причина, которая может поместить удаленные сверхновые дальше, чем ожидалось, без ускорения?

Вместо «космического замедления, предшествовавшего текущей эпохе космического ускорения (Рисс и др., 2004)», я настоятельно рекомендую «последовательные эпохи расширения Вселенной, которые предшествовали текущей эпохе расширения, были ответственны за перемещение удаленных сверхновых дальше, чем ожидалось».

Следующее наблюдение убедительно поддерживает эту интерпретацию: «сверхсветовое удаленное расширение (расширение >> c )» указывает на более медленную скорость расширения (замедление) по сравнению с «досветовым локальным расширением (расширение << c )», что указывает на более высокую скорость расширения ( ускорение).

Как можно научно обосновать сверхсветовое расширение как замедление по сравнению с досветовым расширением? Это совершенно нелогично!

Можно объяснить, почему удаленные сверхновые находятся дальше, чем ожидалось, без ускорения на основе «последовательных эпох расширения Вселенной, которые предшествовали текущей эпохе расширения».

Как и следовало ожидать, параметр замедления ( q 0) также оказывается отрицательным ( q 0 < 0) при такой интерпретации.

Ниже приводится реферат из моей рукописи вместе со ссылкой.

Сравнение отношения красного смещения к расстоянию для сверхновых с большим и малым красным смещением выявило удивительный переход расширения Вселенной от замедления к ускорению. По сравнению с местными сверхновыми, удаленные сверхновые находятся дальше, чем ожидалось. Скорость расширения, полученная для локальных сверхновых, выше при малых красных смещениях по сравнению со скоростью расширения, полученной для удаленных сверхновых с большими красными смещениями. Поскольку наблюдаемые красные смещения дают оценку скоростей удаления, чтобы определить скорость расширения (км/с/Мпк) Вселенной, очень тревожно обнаружить, что низкие скорости удаления (всего 1% скорости света) указывают на более высокая скорость расширения (ускорение), тогда как высокие скорости удаления (60% скорости света) указывают на более медленную скорость расширения (замедление). В этой статье я раскрываю неизведанный аспект, который идеально имитирует космическое ускорение. Вместо «космического замедления, предшествовавшего текущей эпохе космического ускорения», я показываю в этой статье, что «последовательные эпохи расширения Вселенной, предшествовавшие текущей эпохе расширения, были ответственны за перемещение удаленных сверхновых дальше, чем ожидалось». В результате последовательного расширения расширение удаленных структур началось раньше, чем местных; Таким образом, удаленные сверхновые не только находятся дальше, чем ожидалось, но и имеют более медленную скорость расширения даже при «сверхсветовых скоростях расширения». В результате последовательного расширения предшествующие эпохи расширения кажутся замедляющимися по сравнению с последующей эпохой расширения. Анализ основан на зависимости красного смещения от расстояния, построенной для 580 сверхновых типа Ia из проекта Supernova Cosmology Project, 7 дополнительных сверхновых типа Ia с большим красным смещением, обнаруженных с помощью Advanced Camera for Surveys на космическом телескопе Хаббла из Great Observatories Origins Deep Survey Treasury. программа, и 1 дополнительная сверхновая типа Ia с очень большим красным смещением, обнаруженная с помощью широкоугольной и планетарной камеры 2 на космическом телескопе Хаббла. Также были проанализированы результаты, полученные группой по поиску сверхновых High-Z в ходе наблюдений сверхновых типа Ia. Результаты, полученные в этой статье, были подтверждены построением зависимости скорость-расстояние, зависимости скорости расширения от времени, коэффициента расширения от зависимости от времени, зависимости масштабного коэффициента от времени, зависимости масштабного коэффициента от расстояния,q 0) также оказывается отрицательным ( q 0 < 0).

https://www.researchgate.net/publication/343484700