Naukowcy postanowili wywrócić do góry nogami niemal wszystko, co wiemy o Wszechświecie. Zgodnie z alternatywną hipotezą, myliliśmy się co do jego wieku, a ciemna materia i ciemna energia w ogóle nie istnieją.
Wydaje się, iż pewne rzeczy mamy już w kosmologii ustalone. Takim pewnikiem jest np. wiek Wszechświata, który obliczono na 13,8 mld lat. Okazuje się jednak, iż nie koniecznie musi być to prawda. Jest alternatywna hipoteza, która zakłada, iż kosmos jest dwa razy starszy i co najciekawsze, przetrwała ona właśnie kilka ważnych testów kosmologicznych. Co więcej, zgodnie z tymi ustaleniami, ciemna materia i ciemna energia nie istnieją.
Wyniki tych bardzo ciekawych badań opublikowano właśnie w czasopiśmie Universe.
Nowy model nazywa się CC+TL. To skrót od angielskich słów współzmiennych stałych sprzężenia plus zmęczone światło. Pierwsza część nazwy odnosi się do podstawowych stałych fizycznych, które określają siłę oddziaływań między cząstkami i wpływają na sposób funkcjonowania materii. W standardowym opisie kosmosu przyjmuje się, iż ich wartości pozostają niezmienne. Model Gupty dopuszcza natomiast, iż mogły one ewoluować wraz z historią Wszechświata.
Drugi element, czyli zmęczone światło, odwołuje się do koncepcji, według której światło podczas podróży przez kosmos traci energię, a jego długość fali ulega zwiększeniu.
W latach 2025 i 2026 Rajendra Gupta, adiunkt na Wydziale Fizyki uniwersytetu w Ottawie, oraz dr Nikolaos Samaras testowali model CCC+TL w oparciu o szereg ważnych obserwacji astronomicznych.
Model ten sugeruje, iż to, co zwykle przypisuje się ciemnej materii i ciemnej energii, może wynikać z ewolucji fundamentalnych stałych, które regulują interakcje sił i cząstek.
Naukowcy od dziesięcioleci poszukują ciemnej materii i ciemnej energii, ale żadna z nich nie została bezpośrednio wykryta. Standardowy model kosmologiczny, znany jako ΛCDM, również stawia czoła pytaniom nasuwającym się w związku z obserwacjami zaskakująco dojrzałych galaktyk we wczesnym Wszechświecie.
Większość powstających modeli wyjaśnia jedynie ograniczony zestaw obserwacji. Nowy model nie może być sprzeczny z podstawami kosmologii i astrofizyki. Nasze odkrycia radzą sobie z tym wyzwaniem – mówi Gupta.
CCC+TL zmienia równania Einsteina i Friedmanna, które opisują grawitację i rozszerzanie się Wszechświata. Oznaczało to, iż naukowcy nie mogli po prostu zmodyfikować Modelu Standardowego i istniejących kodów komputerowych. Do każdego testu opracowali równania i kod zgodny ze standardem CCC+TL.
Więcej na Spider’s Web:
Co wykazały testy?
Wyniki modelu CCC+TL były zgodne z kilkoma ważnymi obserwacjami. Jego przewidywania dotyczące ilości wodoru, helu i innych lekkich pierwiastków powstałych niedługo po Wielkim Wybuchu były zgodne z przewidywaniami Modelu Standardowego. Zgadzały się również z pomiarami chronometrów kosmicznych, które wykorzystują wiek galaktyk do oszacowania tempa rozszerzania się Wszechświata w czasie.
Odrębne badanie dylatacji czasu (to zjawisko polegające na tym, iż czas płynie z inną prędkością dla różnych obserwatorów) w obserwacjach supernowych również potwierdza ten model, choć artykuł ten jest przez cały czas w trakcie recenzji.
Zespół przyjrzał się również Gromadzie Pocisk (Gromada galaktyk 1E0657-558). Tam, zamiast ciemnej materii, dodatkowy efekt grawitacyjny przewidywany przez model, śledzi galaktyki, a nie gorący, emitujący promieniowanie rentgenowskie gaz. Naukowcy nazywają to wczesnym dowodem słuszności koncepcji, który wymaga dalszych badań.
Obserwacje przypisywane ciemnej materii i ciemnej energii najprawdopodobniej wynikają ze współzmiennych stałych sprzężenia – dodaje Gupta.
Galaktyki bez ciemnej materii
Jeszcze ciekawsze wyniki przyniosły badania dotyczące galaktyk. Jednym z największych argumentów za istnieniem ciemnej materii jest sposób, w jaki obracają się galaktyki. Zgodnie z prawami grawitacji gwiazdy znajdujące się na ich obrzeżach powinny poruszać się wolniej niż te położone bliżej centrum. Tymczasem obserwacje pokazują coś innego. Prędkości orbitalne gwiazd na zewnętrznych obszarach galaktyk pozostają zaskakująco wysokie.
W standardowym wyjaśnieniu odpowiada za to niewidzialne halo ciemnej materii, które otacza galaktykę i dostarcza dodatkowej grawitacji. Model CCC proponuje inne rozwiązanie. Według Gupty odpowiednie zmiany fundamentalnych stałych fizycznych mogą generować dodatkowy efekt grawitacyjny, który naśladuje wpływ ciemnej materii. Nie trzeba więc zakładać, iż w galaktykach znajduje się ogromna ilość nieznanej nam substancji.
W październiku 2026 r. opublikowano wyniki analizy wszystkich 175 galaktyk z bazy SPARC, zawierającej dokładne pomiary krzywych rotacji. To szczególnie interesujący materiał badawczy, ponieważ obejmuje galaktyki o różnych rozmiarach i strukturze. Autorzy sprawdzili, czy ich model potrafi odtworzyć obserwowane ruchy gwiazd bez wprowadzania cząstek ciemnej materii.
Wyniki okazały się obiecujące, choć nie oznaczają jeszcze rozwiązania zagadki. W porównaniu z popularnym modelem MOND, który również próbuje wyjaśnić ruch galaktyk bez ciemnej materii, uproszczona wersja CCC uzyskała porównywalną jakość dopasowania.
Więcej czasu w uformowanie się wczesnych galaktyk
Jednym z najciekawszych problemów współczesnej astronomii są niezwykle dojrzałe galaktyki odkrywane na krańcach obserwowalnego Wszechświata. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pozwala zaglądać w coraz odleglejszą przeszłość kosmosu. Dzięki temu astronomowie zobaczyli obiekty, które powstały zaskakująco wcześnie, a mimo to mają znaczną masę i rozwiniętą strukturę.
W standardowym modelu ΛCDM Wszechświat w okresie określanym jako kosmiczny świt miał zaledwie około 300 mln lat. To stosunkowo kilka czasu w narodziny pierwszych gwiazd, powstawanie galaktyk i ich późniejszy rozwój. Oczywiście procesy te mogą zachodzić bardzo szybko, ale część obserwacji JWST wywołała poważną dyskusję na temat tego, czy dotychczasowe modele wystarczająco dobrze opisują początki kosmosu.
CCC+TL przedstawia zupełnie inną chronologię. Przy tym samym obserwowanym przesunięciu ku czerwieni Wszechświat miałby mieć około 4,6 mld lat, zamiast zaledwie 300 mln lat. To kolosalna różnica. Galaktyki otrzymują w takim scenariuszu znacznie więcej czasu w gromadzenie gazu, narodziny gwiazd, łączenie się z innymi galaktykami i wzrost masy.
W obliczeniach Gupty wczesne galaktyki mogą być około 12 razy większe i masywniejsze, niż wynikałoby z przewidywań standardowego modelu. To zmienia sposób interpretacji obserwacji Jamesa Webba. Obiekty, które w jednej teorii wydają się niemal niemożliwe do wyjaśnienia, w drugiej stają się znacznie mniej zaskakujące.
Przewidujemy, iż galaktyki istnieją znacznie dalej niż odległości, jakie osiągnął Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba – wyjaśnia Gupta.
Prognoza może niedługo zostać zweryfikowana dzięki programowi GLIMPSE, który realizowany zostanie z wykorzystaniem teleskopu Jamesa Webba. Jego celem jest poszukiwanie bardzo odległych galaktyk, potencjalnie przy przesunięciach ku czerwieni przekraczających 50. Im większe przesunięcie ku czerwieni, tym dalej w przeszłość zaglądamy, choć w modelu CCC+TL interpretacja tego pomiaru jest inna niż w standardowej kosmologii.
Jeżeli astronomowie rzeczywiście odkryją masywne, rozwinięte galaktyki przy tak ekstremalnych wartościach przesunięcia ku czerwieni, będzie to niezwykle interesujący test obu modeli. CCC+TL przewiduje, iż takie obiekty mogą istnieć. Standardowy model musi natomiast wyjaśnić, jak mogły powstać w tak krótkim czasie.
Sukces powinien zachęcić astronomów do poważnego potraktowania nowego modelu. Jest on trudny do zrozumienia i zastosowania, ale wierzymy, iż rozszerza on fizykę Wszechświata poza granice ΛCDM – podsumowuje Gupta.
