Німецький космолог висунув гіпотезу про нерозширення Всесвіту

Про те, що Всесвіт утворився внаслідок Великого вибуху, знає кожен школяр. І кожен студент знає про те, що Всесвіт розширюється, як надуваються повітряну кульку. Галактики віддаляються один від одного, про що говорять прості фізичні ефекти.

У фізиці існує явище, яке називається ефект Доплера . З ним стикався кожен обиватель: коли повз спостерігача проїжджає машина швидкої допомоги з включеним звуковим сигналом, то спочатку звук здається вище, а в міру віддалення автомобіля - все нижче (змінюється частота звуку). Цьому є просте пояснення: звук - це хвилі, які проходять певний шлях до людського вуха. У міру подовження шляху змінюються і параметри сигналу, що приходить.

Астрофізики спираються на ефект Доплера і коли розглядають Всесвіт в телескопи. Ще в 1920-х роках Жорж Леметр (Georges Lemaître) і Едвін Хаббл (Edwin Hubble) помітили, що всі галактики мають червонуватий відтінок, і чим далі розташована галактика, тим виразніше помітно зниження частот приходить випромінювання (так зване червоне зміщення ).

Світло також можна представити у вигляді хвилі, а значить ефект Доплера застосуємо і до нього. Якщо не вдаватися в подробиці, то віддаляються від спостерігача предмети будуть здаватися червоними (червоний зсув), а наближаються - синюватими (синє зміщення). Саме так народилася теорія про те, що Всесвіт розширюється.

З тих пір безліч разів висувалися і інші наукові гіпотези, але жодна з них не отримала розумного підтвердження.

Сьогодні німецький фізик-теоретик Хрістоф Веттер ( Christof Wetterich ) З університету Гейдельберга запропонував по-новому поглянути на червонуватий відтінок далеких галактик і забути на час про ефект Доплера.

Атоми, з яких складаються всі небесні (і не тільки небесні) тіла, випускають характерний світло, залежить від мас складових атоми елементарних частинок, а конкретніше - електронів. Якщо маса атома зростає, то випускається їм фотон буде мати більш високою енергією. Високі енергії співвідносяться з високими частотами, а найкоротша довжина хвилі (і найвища частота) - у фіолетового і синього світла. Набирають масу частинки будуть синюватими, а "худнуть" - червоними.

Але це зовсім не означає, що всі галактики у Всесвіті втрачають масу. Оскільки швидкість світла хоч і недосяжна, але кінцева (близько 300 тисяч кілометрів на секунду в вакуумі), чим далі ми дивимося, тим більше далекі в часі події бачимо. Наприклад, якщо астрономи говорять, що зірка знаходиться в 20 тисячах світлових років від Землі, це означає, що ми бачимо її такою, якою вона була 20 тисяч років тому.

Якби все тіла мали б раніше меншою масою, ніж мають сьогодні, і постійно б "тяжчали", то все галактики виглядали б червоними в порівнянні з тим, як виглядають зараз, і ступінь цього червоного зсуву була б пропорційна віддаленості галактики від Землі. Власне кажучи, це саме те, що ми спостерігаємо сьогодні.

Якщо поглянути на космос з цієї точки зору, то все буде виглядати інакше. Гіпотеза Веттеріха не виключає існування Великого вибуху і розширення Всесвіту повністю. В її ранньої історії був короткий період, описуваний інфляційної моделлю , Коли утворилися елементарні частинки. Але до цього, згідно Веттеріху, Великий вибух був позбавлений сингулярності - нескінченної щільності Всесвіту. Замість цього Великий вибух нескінченно розтягувався в часі в минуле. А сьогодні космос вже є статичною або навіть схлопивается.

У цій стрункій гіпотези існує лише один великий недолік: її неможливо перевірити експериментально. Коли ми говоримо про постійне "тяжких" всіх тіл у Всесвіті, потрібно враховувати, що маса є розмірна величина, а значить, вона може бути виміряна лише щодо чогось. А якщо зростає маса навіть еталона кілограма, що зберігається в Міжнародному бюро мір і ваг, то з чим ми буде порівнювати маси зірок і галактик?

Про свою гіпотезу Веттер написав статтю, яку можна почитати на сайті препринтів arXiv.org. І хоча вона ще вимагає експертної оцінки, поки що астрофізики в основному відгукуються про ідею позитивно. На думку колег Веттеріха, його гіпотеза, як мінімум, допоможе фізикам уникнути однобокості мислення.

"Вся космологія сьогодні спирається на Стандартну модель, теорію Великого вибуху і розширення Всесвіту. Я вважаю, що перш ніж залазити в комфортні рамки однієї наукової теорії, необхідно розглянути всі альтернативні пояснення фізичних явищ", - прокоментував дослідження Архун Берера ( Arjun Berera ), Фізик і професор університету Единбурга.

Сам Веттер не вважає свою гіпотезу єдино вірним поясненням всіх процесів у Всесвіті. Він каже, що за допомогою його моделі можна буде по-іншому поглянути на деякі явища. Наприклад, фізики вже користуються різними інтерпретаціями квантової механіки, кожна з яких математично з'ясовна. Зрештою, відсутність сингулярності Великого вибуху значно спрощує розуміння походження Всесвіту.

Також по темі:
Нова теорія зародження Всесвіту
Вчені близькі до розуміння того, звідки у речей береться маса
Складена найдокладніша об'ємна карта Всесвіту
Астрофізики створили карту рухів ближнього космосу
"Дуже великий телескоп" виявив темні галактики без зірок
Рентген Всесвіту