Според новия космологичен модел Вселената е много по-стара – на около 26,7 милиарда години

Дълго време учените изчисляваха възрастта на Вселената, като измерваха времето, изминало от хипотетичния първоначален Голям взрив, и изучаваха най-старите галактики, които успяваха да открият. През 2021 г. беше получена най-точната до момента оценка, която според стандартния космологичен модел Lambda-CDM показва, че възрастта на Вселената е 13,797 млрд. години.

Само че редица експериментални наблюдения поставят под съмнение този резултат. Първо, има звезди, които изглеждат по-стари от цялата Вселена (пример за това е Метусала, която изглежда е на 14,5 милиарда години). А сега космическият телескоп „Джеймс Уеб“ откри галактики, които са се образували и съзрели само 3-400 милиона години след Големия взрив, чиито размери и маси са в пълно противоречие с прогнозите, които дават сегашните модели. Те са наречени „невъзможни галактики“ – първобитни обекти, за които все още нямаме обяснение.

Едно скорошно проучване на професор Раджендра Гупта от Университета в Отава може да даде обяснение на този проблем. Вземайки предвид тези сериозни несъответствия и някои космологични параметри, Гупта конструира нов космологичен модел, според който възрастта на Вселената е 26,7 милиарда години, тоест два пъти повече от сегашната най-съвременна оценка.

Теорията на „уморената светлина“

Известно е, че далечните галактики, както и всички останали далечни космически обекти, са обект на явлението червено отместване на дължините на вълните, наречено просто „червено отместване„. То се дължи на разширяването на Вселената и води до реално разтягане на излъчването, идващо от далечния космос, само че че ли то се „разтяга“ все повече и повече, колкото по-далеч гледаме. Според днешните теории, това „разтягане“ води до удължаване на вълните, изразяващо се като червено отместване.

Като алтернативно обяснение на тази връзка между червеното отместване и разстоянието в пространство-времето, през 1929 г. Фриц Цвики предлага космологична теория, наречена теория на уморената светлина. Според тази теория светлинните фотони, пътуващи на големи разстояния в една статична Вселена, постепенно губят своята енергия. Това се случва или поради взаимодействие с материя или други фотони, или поради някакъв все още неизвестен физически механизъм. И тъй като намаляването на енергията съответства на увеличаването на дължината на вълната на светлината, този ефект води до червено отместване на линиите на електромагнитния спектър на далечните източници, което се увеличава пропорционално на разстоянието до източника.

Въпреки това, докато за отделен фотон уморената светлина е неразличима от хипотезата за разширяването на Вселената, теорията на Цвики предвижда различни механизми в зависимост от контекста. А нейните изводи се опровергават от наблюденията, като например наличието на космическо микровълново фоново или реликтово излъчване (CMB), дефинирано като „ехото на Големия взрив„. По тази причина повечето физици и астрономи са съгласни с изводите от различните изследвания, че теорията за уморената светлина не обяснява (или не може да обясни) червените премествания, измерени чрез реалните наблюдения.

Моделът на променливите параметри

Гупта е преразгледал теорията на Цвики и наблюденията в дълбокия космос от космическия телескоп Джеймс Уеб. Моделите на уморената светлина съвпадат с данните от Уеб. Те обаче остават несъвместими с множество други наблюдения.

Така например Гупта привежда хипотезата на Пол Дирак за еволюцията на дисоциационните константи. Това са фундаментални физични константи, които определят взаимодействието между частиците. Според Дирак тези константи могат да се променят с течение на времето. Гупта открива, че като се позволи на тези константи да еволюират, превръщайки ги, на жаргон, в коварианти, е възможно да се удължи периодът на формиране на първите галактики, наблюдавани от Уеб при големи червени отмествания, от няколко стотин милиона години на няколко милиарда години.

Моделът, разработен от Гупта, използва променливи константи на свързване и се нарича CCC (Covarying Coupling Constants), увеличава възрастта на Вселената на 26,7 милиарда години. Това е възрастта, която дава на масивните галактики достатъчно време да се формират. Този модел дава (най-накрая) обяснение за „невъзможните“ галактики, открити от Уеб.

Повторна интерпретация на Червеното отместване

Според Гупта възможно е червеното отместване да се интерпретира като хибридно явление. Тоест в рамките на модел, който включва концепцията за уморената светлина в идеята за разширяваща се Вселена. Изследователят и колегите му предлагат втори модел, наречен CCC+TL (Covarying Coupling Constants + Tired Light). Той представлява своеобразен хибрид между теорията на Цвики и вероятността хипотезата на Дирак за свързващите константи да е вярна.

Използвайки този модел, Гупта показва, че наблюденията на Уеб са лесно обясними във Вселена на 26,7 милиарда години, в която светлината се разтяга във времето и пространството, както и вследствие на загуба на енергия.

Накратко, Вселената може да се окаже много по-стара, отколкото си мислехме. Тази идея напълно променя не само стандартния космологичен модел, но и всички свързани с него теории и тълкуването на експерименталните резултати. В същото време тя може да хвърли светлина върху някои от най-големите загадки на космоса. Или не?