Суперкомпьютерные симуляции ставят под сомнение стандартную модель Вселенной: Динамичная тёмная энергия указывает на новую физику?

Новые данные, полученные с помощью спектроскопического инструмента DESI, в сочетании с суперкомпьютерным моделированием ставят под сомнение неизменность таинственной темной энергии. Если гипотеза подтвердится, это станет крупнейшим пересмотром физической картины мира со времен теории относительности, заставив ученых переписать стандартную космологическую модель.

Темная энергия: от константы к переменной

Более 25 лет физики полагали, что Вселенная расширяется с ускорением под действием постоянной силы — космологической постоянной. Эта модель, известная как ΛCDM, является стандартом современной космологии. Однако наблюдения DESI за распределением миллионов галактик и барионными акустическими осцилляциями выявили небольшие, но статистически значимые отклонения от предсказаний этой модели.

Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории провели серию симуляций на суперкомпьютере Aurora, сравнив две виртуальные вселенные: одну с постоянной темной энергией (ΛCDM), другую — с динамической, эволюционирующей во времени (модель w0waCDM). Результаты, опубликованные в препринте на arXiv, показывают, что переменная модель лучше соответствует первым данным DESI.

Расхождения в структуре и звездообразовании

Ключевое различие между моделями проявилось на уровне формирования крупномасштабной структуры. В симуляциях с динамической темной энергией наблюдались изменения в распределении темной материи и, как следствие, в скорости звездообразования в галактических гало. Эти различия, хотя и незначительны визуально, оказываются критическими для точной космологии. Они указывают на то, что текущие методы измерения скорости расширения Вселенной (по реликтовому излучению и по сверхновым) могут давать разные результаты именно из-за неучтенной переменности темной энергии.

Современные наблюдения за сверхновыми и реликтовым излучением дают слегка отличающиеся значения постоянной Хаббла. Это расхождение, известное как «напряжение Хаббла», может быть не ошибкой измерений, а прямым свидетельством того, что темная энергия не является константой.

Полученные данные — лишь первый шаг. DESI продолжает сбор информации, а новые симуляции на суперкомпьютерах позволяют проверять все более сложные сценарии. Если переменная природа темной энергии будет подтверждена, перед физиками встанет задача создания принципиально новой теории, объясняющей, почему эта сила меняется. Это может открыть дорогу к пониманию квантовой природы гравитации и окончательному объединению фундаментальных взаимодействий.