Ученые сомневаются в неизменности темной энергии во Вселенной

Ученые продолжают исследовать причины ускоренного расширения Вселенной, которое связывают с темной энергией. В рамках стандартной космологической модели предполагается, что ее свойства остаются постоянными, однако новые наблюдения ставят это предположение под сомнение. Объединив данные о почти 3 тыс. сверхновых, исследователи выявили дополнительные признаки возможных изменений темной энергии со временем. Сообщает Известия.

Международная команда, возглавляемая учеными Школы математики и физики Квинслендского университета, собрала наблюдения за 2884 сверхновыми типа Ia. Эти взрывы белых карликов служат для измерения расстояний в космосе и анализа истории расширения Вселенной. Сводная база данных включает информацию, собранную за 30 лет.

По словам аспиранта Райана Камиллери, работа позволила объединить многолетние астрономические наблюдения в единую систему и получить наиболее детальную картину изменений космического расширения. Исследователи также сопоставили данные о сверхновых с другими космологическими измерениями, такими как реликтовое излучение Большого взрыва и карты распределения галактик.

Камиллери отметил, что результаты не только подтверждают стандартную космологическую модель, в которой темная энергия считается постоянной, но и дают основания предполагать, что ее свойства могут изменяться со временем. Работа опубликована в журнале Science Daily.

В новую базу данных вошли исторические измерения сверхновых и результаты проекта Dark Energy Survey (DES), опубликованные в 2024 году. Чтобы обеспечить корректное сравнение данных, полученных в разные годы, исследователи повторно проанализировали предыдущие наблюдения с использованием современных методов обработки.

Ученые учли различия в возможностях телескопов, которые использовались для сбора данных. На измерения также влияют космическая пыль и масса галактик, способные изменять свет далеких сверхновых. Кроме того, в анализ было включено гравитационное линзирование — искривление и усиление света под воздействием гравитации массивных объектов на пути от сверхновой к Земле.

Камиллери подчеркнул, что за годы исследований ученые узнали больше о поведении сверхновых и смогли применить эти знания к более ранним наблюдениям, что повысило согласованность и точность данных, собранных на протяжении нескольких десятилетий.

В стандартной космологической модели темная энергия рассматривается как постоянная характеристика Вселенной. Однако результаты наблюдений за сверхновыми в 2024 году уже указывали на возможные изменения ее свойств. Новая объединенная база также показала отклонение от стандартной модели, хотя и в несколько ином направлении.

Астрофизик Тамара Дэвис отметила, что дополнительный интерес к результатам связан с данными другого независимого проекта — Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), который изучает реликтовые звуковые волны ранней Вселенной и также демонстрирует признаки возможных изменений темной энергии.

Дэвис добавила, что данные о сверхновых из DES в 2024 году впервые показали признаки изменчивости темной энергии. Новая объединенная выборка также демонстрирует отклонение от стандартной модели, хотя и в несколько другом направлении.

Исследовательница подчеркнула, что два независимых набора измерений указывают на возможную изменчивость темной энергии, однако результаты не совпадают в точном характере отклонения от стандартной модели. Это создает основания для дальнейшей проверки гипотезы, но не подтверждает, что изменчивость темной энергии уже доказана.

Исследователи планируют расширять базу данных по мере поступления новых данных. Один из источников — программа Dark Energy Bedrock All-Sky Supernova (DEBASS), которая выявляет сотни сверхновых на меньших расстояниях от Земли, чем объекты, изученные в рамках Dark Energy Survey. Новые наблюдения помогут дополнить измерения и проверить, действительно ли темная энергия меняется по мере эволюции Вселенной.

Изучение темной энергии может оказать влияние и на другие вопросы теоретической физики. По словам Дэвис, эти исследования могут помочь согласовать гравитацию с квантовой физикой. Работа предлагает новые свидетельства в пользу возможной изменчивости темной энергии, но окончательные выводы потребуют дальнейших наблюдений и проверки полученных результатов.