Чи можливо, що прискорене розширення Всесвіту - ілюзія, спричинена уповільненням часу? Адже простір розширюється, тож з точки зору гравітаційного колодязя, він має розширюватися швидше, - по відношенню до земного спостерігача, звичайно.
У 1998 році астрономи зробили відкриття, яке навіть сьогодні викликає бурхливі дискусії: Всесвіт розширюється. Але до чого тут час?
Ідея прискореного розширення Всесвіту базується на вивченні віддалених світлових сигналів від наднових. Наявні спостереження передбачають, що час відтворюється однаково у всьому Всесвіті. Тобто час абсолютний та незалежний від 3d-світу. Якщо це не так, - завжди сумніви! - тоді пояснити прискорене розширення без темної енергії дуже складно.
Час, як і простір, деформується внаслідок великої концентрації маси або енергії, згідно з теорією відносності Ейнштейна. Майже вірогідний сценарій, за яким час у ранньому Всесвіті протікав швидше, ніж зараз, і ця "зміна темпу" створила ілюзію прискореного розширення. Ми не знаємо точно.
Але будь-яка теорія передбачає свої проблеми. Перш за все, ми не маємо ніякої добре визначеної теорії, яка пояснює, чому час міг би уповільнюватися, навіть в космологічних масштабах. До того ж наявність космічного мікрохвильового фонового випромінювання цілком відповідає моделі з прискореним розширенням.
Крім того, вказує фізик Віктор Тот, Університет Торонто, доволі легко переписати базові рівняння космології. А замість словосполучення "простір розширюється" використовувати “час уповільнюється".
Зміна математики не означає зміни парадигми. Просто одна віра заміниться іншою вірою. Хоча насправді математичні формули повинні служити чітким нагадуванням про те, що фізика не залежить від вибору системи координат.
Звичайно, дослідник обирає зручну для нього систему координат (наприклад, стандартну систему координат, яка використовується для виведення рівнянь космології Фрідмана з рівнянь поля Ейнштейна), і де розширення характеризується "масштабним коефіцієнтом".
Але це не означає автоматичну конверсію часом, а разом із тим — розширення всесвіту. Тим більш, з прискоренням.
Ми також можемо використати зміну частоти обертання годинника. Йому байдуже, які системи координат (систему відліку) ми використовуємо для власної математичної зручності.
Все набагато простіше. Речі розлітаються на шматки. Дивно, але правильні рівняння можна вивести навіть з ньютонівської гравітації, яка, звісно, не знає ні про розширення простору, ні про уповільнення часу, оскільки і простір, і час вважає фіксованими сутностями.
І що з того?
Фізика вивчає взаємозв'язки між речами, а не математичні абстракції; ці абстракції можуть бути корисними, коли ми будуємо моделі фізичної реальності, хоча вони не є фізичною реальністю.
Координати не можна з'їсти або навіть виміряти; ми вимірюємо відстані між речами, ми вимірюємо часові інтервали між подіями за участю речей, використовуючи інші речі. Тобто ми відносні до байдужого щодо нас зовнішнього світу.
І тут на головну сцену добирається гравітація. Коли йдеться про червоне зміщення дуже далеких речей, воно виникає як комбінація двох факторів. По-перше, ці об'єкти відлітають від нас з великою швидкістю: виникає релятивістський ефект Доплера.
По-друге, світло від таких астрономічних об'єктів виникло тоді, коли середній гравітаційний потенціал у Всесвіті був набагато сильнішим. А коли промені світла поширюються з минулого в теперішнє, вони дійсно виходять з гравітаційного колодязя, що і створює додаткове червоне зміщення - через релятивістське уповільнення часу.
Але все це прораховується. Як писав Стівен Вайнберг 1972 року в "Гравітації та космології", на частоту світла також впливає гравітаційне поле Всесвіту. Отож, інтерпретувати частотні зсуви світла від дуже віддалених джерел лише в термінах спеціально-релятивістського ефекту Допплера не представляється ні корисним, ні строго коректним. В таку логіку вписується і швидкість розширення.
Іншими словами, релятивістський доплерівський ефект і гравітаційне уповільнення часу самі по собі недостатні для пояснення червоних зміщень, які ми бачимо.
Якщо ми припустимо, крім того, наявність космологічної сталої (наприклад, у вигляді темної енергії), то цифри стануть набагато кращими. Але це цифри. Не фізичні явища як такі.
