Темная энергия уже не константа? Новые данные намекают: наша модель Вселенной устарела

Данные трехлетних наблюдений спектроскопического инструмента DESI в Аризоне указывают на то, что темная энергия, считавшаяся главной движущей силой ускоренного расширения Вселенной, может ослабевать со временем. Если это подтвердится, стандартная космологическая модель ΛCDM, десятилетиями служившая основой астрофизики, окажется неполной. Речь идет не просто об уточнении параметров, а о потенциальном пересмотре фундаментальных законов гравитации и природы пространства.

Трещина в фундаменте: почему ΛCDM больше не работает

Модель ΛCDM делила содержимое Вселенной на три части: обычную материю (около 5%), темную материю (27%) и темную энергию (68%). Последняя представлялась как космологическая постоянная — неизменная «антигравитационная» среда. Именно эта константа, как считалось, разгоняет галактики.

DESI, работающий как гигантский 3D-картограф, измерил положение миллионов галактик в разные эпохи. Анализ показал: темп расширения в прошлом мог быть иным. «Сила» темной энергии, похоже, не была постоянной. Данные пока не дотягивают до уровня строгого научного открытия, но ученые уже говорят о «шоке» от расхождения с предсказаниями ΛCDM.

Поиск альтернатив: от квинтэссенции до пятой силы

Если темная энергия — не константа, что тогда? Одна из гипотез — квинтэссенция: динамическое поле, энергия которого меняется со временем. Эта идея органично вытекает из теории струн, и ее подтверждение стало бы мощным аргументом в пользу этой фундаментальной теории.

Более радикальная версия — «оттаивающая гравитация». Суть в том, что общая теория относительности Эйнштейна может вести себя иначе под влиянием меняющегося поля темной энергии. Наконец, группа оксфордских физиков во главе с Педро Феррейрой допускает существование пятой фундаментальной силы, связанной с темной энергией и действующей наравне с гравитацией в космических масштабах.

Наука на распутье: что мешает сделать выбор

Главная проблема — отсутствие следов «пятой силы» в Солнечной системе. Орбиты планет идеально совпадают с расчетами Эйнштейна. Теоретикам приходится придумывать сложные «маскирующие» механизмы, чтобы новая сила проявлялась только в масштабах галактик. Это усложняет картину и вызывает скепсис.

Вторая проблема — точность данных. Текущая статистика DESI не позволяет однозначно выбрать между квинтэссенцией, модифицированной гравитацией и пятой силой. Как заметил Феррейра, разные группы ученых могут предложить разные объяснения, и пока нет способа определить, кто прав, опираясь только на эти цифры.

Именно незыблемость законов гравитации на малых масштабах долгое время была главным аргументом в пользу стандартной модели. Теперь, когда появились сомнения в постоянстве темной энергии, физики вынуждены искать объяснения, которые не противоречат ни наблюдениям DESI, ни точности орбит планет.

Следующие порции данных от DESI ожидаются в ближайшие годы. Большие надежды возлагаются на телескоп Euclid, созданный специально для изучения темной энергии. Ключом может стать анализ слабого гравитационного линзирования — если гравитация действительно ведет себя иначе, это отразится на том, как искривляется свет далеких галактик. Возможно, человечество стоит на пороге новой физики, где придется пересмотреть сами основы мироздания.