Автор: Раджендра Гупта
Наблюденията на ранната Вселена от космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST) не могат да бъдат обяснени с настоящите космологични модели. Тези модели предполагат, че Вселената е възникнала преди около 13,8 милиарда години от Големия взрив, след което неизменно се разширява.
Моето изследване предлага модел, който определя възрастта на Вселената на 26,7 милиарда години, а това вече обяснява наблюденията на JWST за „невъзможни ранни галактики“.
Терминът „невъзможни“ се обуславя от факта, че някои галактики, формирани в ранния стадий на Вселената – между 500 и 800 милиона години след Големия взрив – имат формата на дискове и протуберанси, които са характерни за галактики с по-дълъг живот и еволюция. А по-малките галактики са по-масивни от големите, което противоречи на очакванията.
Честота и разстояние
Оценката за възрастта на Вселената се получава от скоростта на разширяване на Вселената, измервайки червеното отместване* на спектралните линии на светлината, излъчвана от далечни галактики. По-ранна интерпретация на червеното отместване се основаваше на хипотезата, че светлината губи енергия, изминавайки големи космически разстояния. Това „обяснение за уморената светлина“ е вече несъстоятелно, защото противоречи на много наблюдения.
Червеното изместване на светлината е подобно на Доплеровия ефект при звука: звуците имат по-висока честота (тонове), когато се приближават, и по-ниска честота (тонове), когато се отдалечават. Респективно, червеното отместване има по-ниска честота на светлината, когато даден обект се отдалечава. Следователно, колкото по-голямо е разстоянието до галактиката, толкова по-голяма е скоростта на редукцията и на червеното отместване.
Алтернативно обяснение за червеното отместване е, че галактиките се отдалечават от нас със скорост, пропорционална на тяхното разстояние, което доказва, че Вселената се разширява. Моделът за разширяващата се Вселена е приет от повечето учени, след като астрономите Арно Пензиас и Робърт Уилсън откриха космическото свръхвисокочестотно фоново лъчение (CMB)** през 1964 г., което моделът за стационарно състояние не обясняваше задоволително.
Скоростта на разширяване определя и възрастта на Вселената. До изстрелването на космическия телескоп Хъбъл през 90-те години на миналия век догадките за скоростта на разширяване определяха възрастта на Вселената между 7 милиарда и 20 милиарда години. Допълнителни наблюдения фиксираха сега приетата стойност от 13,8 милиарда години, определяйки Големия взрив за начало.
Ограничения на предишни модели
Изследване, публикувано миналата година, предложи решаването на проблема с първите „невъзможни галактики“, прилагайки модела за „уморената светлина“. Но „уморената светлина“ не може да обясни задоволително други космологични наблюдения, като червеното отместване на свръхновите и еднородността на космическия свръхвисокочестотен фон.
Опитах се да комбинирам Стандартния модел за Големия взрив с модела за „уморената светлина“, за да видя дали заедно ще обяснят данните от JWST, но не получих задоволителни резултати. Това проучване обаче увеличи възрастта на Вселената до 19,3 милиарда години.
След това се опитах да създам хибриден модел, включващ „уморена светлина“ и космологичен модел, разработен от мен на основата на еволюционните константи на свързване, предложени от британския физик Пол Дирак през 1937 г. Този модел пасна добре на данните, но удвоява възрастта на Вселената.
Новият модел удължава времето за формиране на галактиките между 10 и 20 пъти по отношение на Стандартния модел, което е достатъчно за формирането на добре еволюирали „невъзможни ранни галактики“.
За да бъде прецизен, моделът обаче трябва да предложи задоволителни обяснения на всички наблюдения, които предполагат Стандартния космологичен модел.
Микс от модели
Подходът за смесване на два модела за обяснение на нови наблюдения не е нов. В теорията си за светлината Исак Нютон смята, че светлината съществува под формата на малки частици. И е била общоприета, докато не е изместена от вълновата теория, която е в състояние да обясни дифракционните модели, наблюдавани при монохроматичната светлина.
Алберт Айнщайн възкреси частиците на светлината, за да обясни фотоелектричния ефект, тоест, че светлината има двойни характеристики: частици и вълни.
Друг начин за измерване на възрастта на Вселената е чрез оценка на възрастта на звездите в кълбовидните купове на нашата галактика, Млечният път. Кълбовидните купове включват до един милион звезди и всички те са се образували по едно и също време в ранната Вселена.
Ако приемем, че всички галактики и клъстери са започнали да се формират едновременно, възрастта на най-старата звезда в клъстера трябва да покаже възрастта на Вселената (добавяйки времето, преди началото на формиране на галактиката). За някои звезди като Матусал, смятана за най-старата в галактиката, астрофизичното моделиране определя възраст, надвишаваща възрастта на самата Вселена (според Стандартния модел), което е невъзможно.
Айнщайн смяташе, че Вселената е една и съща, такава, каквато се наблюдава от всяка точка по всяко време: хомогенна, изотропна и вечна. Швейцарският астроном Фриц Цвики, през 1929 г., предложи теорията за „уморената светлина“, за да обясни червеното отместване на далечни галактики в стационарна вселена, което нараства пропорционално на разстоянието до тях (закон на Хъбъл).
Информацията от JWST ще промени всичко
Въпреки че някои наблюдения от космическия телескоп Хъбъл предполагаха „невъзможни ранни галактики“, беше недостатъчно за прецизно обяснение. Изстрелването на JWST през декември 2021 г. и данните, които получихме в средата на 2022 г., недвусмислено показват, че „невъзможни ранни галактики“ са абсолютно възможни.
За да се оправдае Стандартния модел за Големия взрив, конвенционалната астрономия компресира времевата рамка за образуване на масивни звезди и първични черни дупки, натрупващи маса със скорост, непозната за физиката.
Но вече виждаме зараждането на нова физика, която притежава капацитета и релативността за обяснение на новите наблюдения от JWST.
Настоящите ми научни интереси са свързани с астрофизиката, космологията и обща теория на относителността. И най-вече – динамика на Вселената при еволюционни физически константи извън стандартния модел. Според мен вариациите на константите са корелантни и следователно не е възможно да бъдат наблюдавани. Моята хипотеза е, че наблюдаваните премествания на далечни галактики се дължат не само на разширяването на Вселената, но са следствие и от загуба на енергия на фотоните, дължащо се на космическото съпротивление.
* Червено отместване е отместването на спектралните линии на химичните елементи към червения край на спектъра на светлината, т.е. в посока на увеличаване на дължината на вълната.
** Космическото свръхвисокочестотно фоново излъчване (наричано още Реликтовото излъчване) е електромагнитно лъчение, идващо от всички посоки на небесната сфера, със спектър на абсолютно черно тяло с температура ~2,725 К
Тази статия е публикувана в The Conversation и е възпроизведена тук под лиценз Creative Commons. Щракнете тук, за да прочетете оригиналната версия (на английски език).
