Всесвіт не статично. Це підтвердили дослідження астронома Едвіна Хаббла ще в 1929 році, тобто майже 90 років тому. На цю думку його навели спостереження за рухом галактик. Ще одним відкриттям астрофізиків на завершення двадцятого століття стало обчислення розширення Всесвіту з прискоренням.

Як називають розширення Всесвіту

Деякі дивуються, почувши, як вчені називають розширення Всесвіту. Це найменування у більшості пов'язане з економікою, причому з негативними очікуваннями. Інфляція – це процес розширення Всесвіту відразу після її появи, причому з різким прискоренням. У перекладі з англійської «інфляція» - «накачувати», «роздувати».


Нові сумніви про існування темної енергії як фактора теорії інфляції Всесвіту використовують противники теорії розширення. Тоді вчені запропонували карту чорних дір. Початкові дані відрізняються від тих, що були отримані на пізньому етапі:

Шістдесят тисяч чорних дір з відстанню між самими далекими більше одинадцяти мільйонів світлових років – дані чотирирічної давності.

Сто вісімдесят тисяч галактик з чорними дірами з видаленням в тринадцять мільйонів світлових років. Дані, отримані вченими, у тому числі російськими ядерними фізиками, на початку 2017 року.

Ці відомості, астрофізики кажуть, що не суперечать класичній моделі Всесвіту.

Швидкість розширення Всесвіту – завдання для космологів

Швидкість розширення дійсно є завданням для космологів і астрономів. Правда, про те, що швидкість розширення Всесвіту не має постійного параметра, космологи більше не сперечаються, розбіжності перейшли в іншу площину – коли розширення початок прискорюватися. Дані про кочевании в спектрі дуже далеких наднових галактик першого типу доводять, що розширення – це не раптово наступив процес.


Вчені вважають, що перші п'ять мільярдів років Всесвіт звужувалася. Перші наслідки Великого Вибуху спочатку спровокували потужне розширення, а потім почалося стиснення. Але темна енергія все-таки вплинула на зростання світобудови. Причому з прискоренням. Американські вчені приступили до створення карти розмірів Всесвіту для різних епох, щоб з'ясувати, коли почалося прискорення. Спостерігаючи вибухи наднових, а також напрям концентрації темної матерії у стародавніх галактиках, космологи помітили особливості прискорення.

Чому Всесвіт «розганяється»

Спочатку малося на увазі, що в складеній карті розмірів Всесвіту значення прискорення не були лінійні, а перетворилися на синусоїду. Її назвали «хвилею Всесвіту». Хвиля Всесвіту говорить про те, що прискорення не йшло з постійною швидкістю: воно то сповільнювався, то прискорювалося. Причому кілька разів. Вчені вважають, що було сім таких процесів за 1381 мільярди років після Великого Вибуху. Однак космологи поки не можуть відповісти на питання про те, від чого залежить прискорення-уповільнення. Припущення зводяться до думки, що енергетичне поле, від якого бере початок темна енергія, підпорядковане хвилі Всесвіту. І, переходячи від одного положення до іншого, Всесвіт розширює прискорення, то уповільнює його.
Незважаючи на переконливість доводів, вони все-таки залишаються поки теорією. Астрофізики сподіваються, що інформація орбітального телескопа «Планк» підтвердить існування хвилі Всесвіту.

Коли знайшли темну енергію

Вперше про неї заговорили в дев'яності з-за вибухів наднових. Природа темної енергії невідома. Хоча ще Альберт Ейнштейн виділив постійну космічну у своїй теорії відносності. У 1916 році, сто років тому, Всесвіт ще вважалася незмінною. Але сила тяжіння втрутилася: космічні маси незмінно б вдарилися один від одного, якщо б Всесвіт була недвіжима. Ейнштейн оголошує гравітацію за рахунок космічної сили відштовхування. Жорж Леметр обгрунтує це через фізику. Вакуум містить енергію. З-за її коливань, що приводять до появи частинок і подальшого їх руйнування, енергія набуває силу відштовхування. Коли Хаббл довів розширення Всесвіту, Ейнштейн назвав космологічну постійну нісенітницею.

Вплив темної енергії

Світобудову розсовується з постійною швидкістю. У 1998 році світу представили дані аналізу спалахів наднових першого типу. Було доведено, що Всесвіт розростається все швидше. Відбувається це із-за непізнаного речовини, її прозвали «темною енергією». З'ясується, що вона займає майже 70 % простору Всесвіту. Суть, властивості та природа темної енергії не вивчені, але її вчені намагаються з'ясувати, чи була вона в інших галактиках. У 2016 році вирахували точну швидкість розширення на найближче майбутнє, але з'явилося розбіжність: Всесвіт розширюється з більшою швидкістю, ніж раніше припустили астрофізики. У середовищі вчених розгорілися суперечки про існування темної енергії і її вплив на швидкість розширення меж всесвіту.

Розширення Всесвіту відбувається без темної енергії

Теорію незалежності процесу розширення Всесвіту від темної енергії висунули вчені на початку 2017 року. Розширення вони пояснюють зміною структури Всесвіту. Вчені з Будапештського і Гавайського університетів прийшли до висновку, що розбіжність розрахунків і реальної швидкості розширення пов'язані зі зміною властивостей простору. Ніхто не враховував, що відбувається з моделлю Всесвіту при розширенні.
Засумнівавшись в існування темної енергії, вчені пояснюють: найбільші концентрати матерії Всесвіту впливають на її розширення. При цьому решта зміст розподіляється рівномірно. Однак факт залишається неврахованим. Для демонстрації обґрунтованості своїх припущень вчені запропонували модель міні-Всесвіті. Вони представили її у формі набору бульбашок і почали прорахунок параметрів росту кожного бульбашки з власною швидкістю, залежною від її маси. Таке моделювання Всесвіту показало вченим, що вона може бути змінена без урахування енергії. А якщо «додати» темну енергію, то модель не зміниться, вважають вчені. Загалом-то, все ще тривають суперечки. Прихильники темної енергії кажуть, що вона впливає на розширення меж Всесвіту, противники стоять на своєму, стверджуючи, що значення має концентрація матерії.

Швидкість розширення Всесвіту зараз

Вчені переконані, що Всесвіт почав рости після Великого Вибуху. Тоді, майже чотирнадцять мільярдів років тому, виявилося, що швидкість розширення Всесвіту більше швидкості світла. І вона продовжує зростати. У книзі Стівена Хокінга і Леонарда Млодинова «Найкоротша історія часу» наголошується, що швидкість розширення меж Всесвіту не може перевищувати 10 % за мільярд років. Щоб визначити, яка швидкість розширення Всесвіту, влітку 2016 року лауреат Нобелівської премії Адам Рісс розрахував відстань до пульсуючих цефеїд в близьких один до одного галактиках. Ці дані дозволили обчислити швидкість. З'ясувалося, що галактики на відстані не менше трьох мільйонів світлових років можуть віддалятися зі швидкістю майже 73 км/с. Результат був дивовижний: орбітальні телескопи, той же «Планк», говорили про 69 км/с. Чому зафіксована така різниця, вчені не в змозі дати відповідь: їм нічого не відомо про походження темної матерії, на яку спирається теорія розширення Всесвіту.

Темна радіація

Ще один чинник «розгону» Всесвіту астрономи виявили за допомогою «Хаббла». Темне випромінювання, як припускають, з'явилося на самому початку утворення Всесвіту. Тоді більше в ній було енергії, а не матерії. Темне випромінювання «допомогло» темної енергії розширити межі Всесвіту. Розбіжності у визначенні швидкості прискорення були невідомості цього випромінювання, вважають вчені. Подальша робота «Хаббла» повинна зробити спостереження більш точними.

Таємнича енергія може знищити Всесвіт

Такий сценарій вчені розглядають вже кілька десятиліть, дані космічної обсерваторії «Планк» кажуть, що це далеко не тільки припущення. Їх опублікували в 2013 році. «Планк» заміряв «відлуння» Великого вибуху, що з'явилося у віці Всесвіту близько 380 тисяч років, температура склала 2700 градусів. Причому температура змінювалася. «Планк» визначив і «склад» Всесвіту:

майже 5 % - зірки, космічний пил, космічний газ, галактики;

майже 27 % - маса темної матерії;

близько 70 % - темна енергія.

Фізик Роберт Колдуэл припустив, що темна енергія володіє силою, здатною наростати. І ця енергія роз'єднає простір-час. Галактика буде віддалятися в найближчі двадцять-п'ятдесят мільярдів років, вважає учений. Цей процес буде відбуватися за умов розширення меж Всесвіту. Це відірве Чумацький Шлях від зірки, і він теж розпадеться. Космосу відміряли близько шістдесяти мільйонів років. Сонце стане карликової гасне зіркою, і від неї відділяється планети. Після вибухне Земля. У наступні тридцять хвилин простір розірве атоми. Фіналом стане руйнування структури простір-час.

Куди «відлітає» Чумацький Шлях

Єрусалимські астрономи переконані, що Чумацький Шлях набрав максимальну швидкість, яка перевищує швидкість розширення Всесвіту. Вчені пояснюють це прагненням Чумацького Шляху до «Великого Аттрактору», що вважається найбільшим скупченням галактик. Так Чумацький Шлях йде з космічній пустелі. Вчені використовують різні методики вимірювання швидкості розширення Всесвіту, тому немає єдиного результату цього параметра.