Ssylka

Может ли звездообразование создавать темную энергию?

Принцип Ландиуэра утверждает, что информация имеет физическую природу: каждый бит данных связан с определённой энергией пропорционально температуре. Таким образом, материя, содержащая информацию, обладает эквивалентом энергии Ландиуэра, который предлагается трактовать как информационную темную энергию (IDE).
Может ли звездообразование создавать темную энергию?
Изображение носит иллюстративный характер

Наблюдения показали, что температура астрономических объектов – от отдельных звезд до скоплений галактик – соотносится с квадратным корнем от их массы. Это закономерность лежит в основе понимания распределения энергии, заключённой в материальных системах.

Профессор Пол Гоу из Университета Сассекса, в исследовании, опубликованном в журнале Entropy, совместил температурно-массовое соотношение с данными по звездообразованию. Полученная история звездообразовательной IDE оказалась в тесном совпадении с измерениями, выполненными инструментом Dark Energy Spectrograph Instrument (DESI).

Результаты DESI выявили, что эволюция темной энергии соответствует прогнозам, полученным на основе звездообразования, что указывает на наличие «фантомной темной энергии» с возрастающей плотностью. При этом стандартная модель ΛCDM, несмотря на свою успешность, не может удовлетворительно объяснить природу как темной энергии, так и холодной темной материи.

Расчёты показывают, что вклад IDE в энергию вселенной может достигать порядка 10^70 джоулей – аналогичной энергии mc² для приблизительно 10^53 кг барионного вещества. Такая энергетическая значимость подчёркивает роль звездообразования в космических процессах.

Нарастание звездообразования приводит к постепенному увеличению IDE, что в конечном итоге формирует эпоху, в которой темная энергия становится доминирующей. Это позволяет объяснить так называемую проблему «Почему именно сейчас?», поскольку возрастание звездообразования одновременно повышает вероятность возникновения наблюдателей, способных изучать ускоренное расширение вселенной.

Дополнительное искажение пространства-времени, вызванное накоплением энергетического содержимого IDE, может компенсировать расхождения в наблюдаемых значениях параметров H₀ и σ₈, выявленных в рамках модели ΛCDM. Наблюдения ранних массивных галактик и скоплений, предоставленные телескопом JWST, также свидетельствуют о нелинейном характере формирования структур, что предпочтительно объясняется увеличением IDE.

Прогнозы, основанные на IDE, предвещают изменение динамики расширения вселенной. В то время как стандартная модель ΛCDM подразумевает бесконечное ускорение и, вероятно, «тепловую смерть» вселенной, в сценарии с доминированием IDE пик звездообразования завершится, после чего вселенная может вернуться к фазе замедленного расширения с возможным последующим «Большим сжатием» или осциллирующим поведением.

«Хотя на масштабах всей вселенной информационная темная энергия действует как отталкивающая сила, локально она проявляется с притягательными свойствами, подобно темной материи», – отмечает профессор Гоу. Это двойственное поведение позволяет интегрировать наблюдаемые эффекты темной энергии и темной материи в единую концепцию.

Исследования, представленные на Science X Dialog, демонстрируют, что учет информационной энергии, связанной с процессами звездообразования, может переосмыслить традиционные представления о космологической модели, предлагая новую перспективу в понимании фундаментальных свойств вселенной.


Новое на сайте