# Дэвид Сперджел: «Вселенной вряд ли 26 миллиардов лет, вопреки громким заголовкам» Источник: https://www.youtube.com/watch?v=BNwXcuZwLrY Канал: StarTalk Опубликовано: 12.09.2023 --- В новом выпуске StarTalk ведущий Нил Деграсс Тайсон и астрофизик Дэвид Сперджел обсуждают одну из самых громких научных дискуссий последнего времени — гипотезу о том, что возраст Вселенной может быть вдвое больше общепринятого. Участники разбирают, почему классическая модель Большого взрыва выдерживает проверку новыми данными и как наблюдения телескопа «Джеймс Уэбб» заставляют ученых пересматривать не возраст космоса, а природу первых звезд. ## 🌌 Плотность материи и господство темной энергии [[JUMP:0:00]] Один из первых вопросов обсуждения коснулся парадокса расширяющейся Вселенной: почему при увеличении объема пространства кажется, что видимой материи становится меньше, а темной — больше [0:40]. Дэвид Сперджел пояснил, что общее количество атомов и обычной материи в видимой Вселенной остается практически неизменным. Однако из-за расширения пространства плотность этой материи падает — она просто «разбавляется» в увеличивающемся объеме [1:07]. Ситуация с темной энергией (или энергией вакуума) принципиально иная: * Энергия вакуума напрямую связана с самим пространством. * По мере расширения Вселенной и появления «нового» пустого пространства, общее количество этой энергии растет [2:03]. * Когда Вселенной был миллиард лет, темная энергия не играла существенной роли. * Сегодня она доминирует, составляя около 70% энергетической плотности Вселенной [2:16]. * По прогнозам Сперджела, через 10 миллиардов лет её доля вырастет до 90%, а через 20 миллиардов — до 99% [2:30]. Что касается черных дыр, то, по словам Сперджела, в них падает лишь крошечная доля материи (менее процента). Излучение Хокинга, которое теоретически должно приводить к испарению черных дыр, для массивных объектов является пренебрежимо малым эффектом. Для того чтобы черные дыры, которые мы наблюдаем сегодня, заметно потеряли в массе, потребуются триллионы лет [3:25]. ## 🏮 Гипотеза «уставшего света» против расширения Вселенной [[JUMP:3:38]] Обсуждение затронуло старую альтернативную теорию — гипотезу «уставшего света» (tired light). Согласно этой идее, фотоны теряют энергию просто по пути к нам из-за столкновений или других взаимодействий, что и вызывает красное смещение, которое мы ошибочно принимаем за признак расширения [4:04]. Дэвид Сперджел утверждает, что эта гипотеза не выдерживает проверки современными наблюдениями. Расширение Вселенной подтверждается не только изменением цвета (энергии) света, но и «растягиванием» самого времени [4:29]: 1. **Замедление времени в далеких сверхновых.** Если близкая сверхновая угасает за 50 дней, то для далекой (находящейся в пространстве, которое с тех пор расширилось вдвое) этот процесс растягивается до 100 дней. Это прямое доказательство того, что растягивается сама ткань пространства-времени, а не просто свет теряет энергию [4:57]. 2. **Реликтовое излучение (CMB).** Свойства звуковых волн в ранней Вселенной позволяют предсказать плотность атомов. 3. **Синтез дейтерия.** Количество изотопов водорода, образовавшихся в первые три минуты Большого взрыва, дает те же цифры плотности атомов, что и анализ микроволнового фона. Эти независимые методы согласуются с точностью до нескольких процентов [5:52]. 4. **Температура фона.** Ученые могут измерить температуру реликтового излучения в прошлом, наблюдая за его влиянием на далекие газовые облака. На красном смещении z=1 (Вселенная вдвое меньше нынешней) температура была вдвое выше, а на z=3 — вчетверо, что полностью соответствует модели расширения [6:20]. ## 📜 Ошибочна ли оценка возраста Вселенной в 26 миллиардов лет? [[JUMP:6:46]] Недавние заголовки СМИ пестрили новостями о том, что Вселенной может быть 26,7 миллиарда лет. Сперджел настроен к этим заявлениям крайне скептично. Он считает, что подобные выводы основаны на «ряде сомнительных предположений» [7:11]. По мнению Сперджела, авторы публикации поспешили выпустить пресс-релизы с интерпретацией, которая не проходит проверку кросс-чеками с другими космологическими данными [8:31]. Нил Деграсс Тайсон иронично заметил, что в науке «не бывает плохой прессы», и некоторые исследователи могут использовать сенсационные заголовки для привлечения внимания [8:44]. Тем не менее, Сперджел подчеркивает: согласованность множества тестов указывает на то, что возраст 13,8 миллиарда лет остается наиболее надежной цифрой. ## 🔭 Загадка «ранних и ярких» галактик телескопа Уэбба [[JUMP:8:58]] Данные с телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) действительно преподнесли сюрпризы. В ранней Вселенной были обнаружены галактики, которые светятся гораздо ярче, чем предсказывали стандартные модели. Это и стало поводом для спекуляций об их «старости» [9:11]. Однако у Сперджела есть альтернативное объяснение, не требующее удвоения возраста Вселенной: * Традиционные модели предполагают, что распределение масс звезд в далеких галактиках такое же, как в нашей (много маленьких звезд типа Солнца и мало гигантов). * Сперджел предполагает, что первое поколение звезд состояло преимущественно из сверхмассивных звезд (в 10–50 раз массивнее Солнца) [9:24]. * Такие звезды светят колоссально ярко. Если в ранних галактиках было больше тяжелых звезд, они будут выглядеть гораздо ярче и «старше» при стандартном анализе, хотя на самом деле они просто иначе устроены [10:15]. ## 🍩 Форма Вселенной и поиски первичных гравитационных волн [[JUMP:11:08]] Один из слушателей задал вопрос о месте Земли в космосе и его форме. Сперджел пояснил, что Вселенная кажется удивительно однородной во всех направлениях. Ученые пытаются измерить её размер, ища повторяющиеся паттерны (как если бы вы летели в одну сторону на «космическом пончике» и вернулись в ту же точку) [12:13]. Текущие данные устанавливают нижний предел размера Вселенной: она должна быть как минимум 26 миллиардов световых лет в поперечнике (если она конечна), но вполне может быть и бесконечной [12:26]. Статистические свойства флуктуаций в реликтовом излучении оказались невероятно простыми. Их можно описать всего двумя числами: амплитудой и тем, как они меняются в зависимости от масштаба [13:03]. По словам Сперджела, Вселенная «разочаровывает» ученых своей простотой, не обнаруживая аномалий, следов столкновений с параллельными мирами или зеркальных отражений, которые многие пытались найти [14:09]. В данный момент команда Сперджела работает над проверкой теории инфляции (сверхбыстрого расширения в первые мгновения): * В Чили, на высоте более 5000 метров (17 000 футов) над уровнем моря, строится новый радиотелескоп [15:45]. * Цель проекта — обнаружить первичные гравитационные волны с очень большой длиной волны. * Эти волны должны оставить специфический след в поляризации реликтового излучения [15:31]. Дэвид Сперджел резюмирует, что Вселенная остается удивительно однородной — разница температур в разных концах раннего космоса была меньше, чем разница температур в обычной комнате с включенным кондиционером [14:49].