Одна из центральных загадок современной космологии — природа темной энергии, которая, по общепринятым представлениям, отвечает за ускоренное расширение Вселенной. Однако новые данные, в частности результаты наблюдений спектроскопа DESI, наводят ученых на мысль, что этот компонент мог не быть неизменным: его свойства, возможно, эволюционировали вместе с развитием космоса. Опираясь на эти наблюдения, международная команда исследователей Стамбульского технического университета под руководством профессора Озгюра Акарса предложила теоретическое объяснение такой эволюции. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv, о чем сообщает РБК-Украина.
Что насторожило космологов в данных DESI
Спектроскоп DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) строит трехмерную карту миллионов галактик и фиксирует тонкие признаки того, что темная энергия не является строго постоянной величиной, как это закладывается в стандартную модель. Именно эти отклонения от «замороженной» константы стали отправной точкой для новой работы: исследователи попытались найти теоретическую конструкцию, в которой изменение плотности темной энергии возникает не как искусственное допущение, а как естественное следствие уравнений.
Телепараллельная гравитация вместо искривления пространства
Чтобы объяснить наблюдения, команда обратилась к альтернативной теории — так называемой телепараллельной гравитации. В отличие от общей теории относительности Эйнштейна, где гравитация описывается через искривление пространства-времени, эта теория представляет гравитацию через вращение, или «кручение», пространства. Ранее один из математических вариантов этой теории отвергался, поскольку он предполагал отрицательную плотность темной энергии. Исследователи сознательно сняли это ограничение и просчитали сценарий, при котором соответствующий параметр мог изменяться во времени.
Как, по расчетам, менялась плотность темной энергии
Полученные расчеты показали, что в первые миллиарды лет после Большого взрыва темная энергия обладала отрицательной плотностью. Приблизительно 9,5 миллиарда лет назад этот показатель пересек нулевую отметку и с тех пор стал положительным. Авторы подчеркивают, что такой переход возникает естественным образом из самой математической структуры уравнений, без необходимости внедрять дополнительные искусственные переменные, что делает модель привлекательной с точки зрения теоретической экономности.
«Напряжение Габбла» и проверка на 47 миллионах объектов
Помимо описания эволюции темной энергии, предложенный подход, по словам исследователей, помогает решить так называемую проблему «напряжения Габбла» — расхождение между теоретическими расчетами и реальными измерениями скорости расширения Вселенной. Теперь ученые готовятся протестировать модель на полном массиве данных DESI, охватывающем более 47 миллионов космических объектов. Если гипотеза подтвердится, это кардинально изменит представление человечества о фундаментальных законах физики и о том, как развивалась Вселенная от ранней эпохи до наших дней.
