Одна з центральних загадок сучасної космології — природа темної енергії, яка, за загальноприйнятими уявленнями, відповідає за прискорене розширення Всесвіту. Однак нові дані, зокрема результати спостережень спектроскопа DESI, наводять учених на думку, що цей компонент міг не бути незмінним: його властивості, можливо, еволюціонували разом із розвитком космосу. Спираючись на ці спостереження, міжнародна команда дослідників Стамбульського технічного університету під керівництвом професора Озгюра Акарса запропонувала теоретичне пояснення такої еволюції. Робота опублікована на сервері препринтів arXiv, про це повідомляє РБК-Україна.
Що насторожило космологів у даних DESI
Спектроскоп DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) будує тривимірну карту мільйонів галактик і фіксує тонкі ознаки того, що темна енергія не є суворо постійною величиною, як це закладається в стандартну модель. Саме ці відхилення від «замороженої» константи стали відправною точкою для нової роботи: дослідники спробували знайти теоретичну конструкцію, в якій зміна щільності темної енергії виникає не як штучне припущення, а як природний наслідок рівнянь.
Телепаралельна гравітація замість викривлення простору
Щоб пояснити спостереження, команда звернулася до альтернативної теорії — так званої телепаралельної гравітації. На відміну від загальної теорії відносності Ейнштейна, де гравітація описується через викривлення простору-часу, ця теорія подає гравітацію через обертання, або «кручення», простору. Раніше один із математичних варіантів цієї теорії відкидався, оскільки він передбачав від'ємну щільність темної енергії. Дослідники свідомо зняли це обмеження і прорахували сценарій, за якого відповідний параметр міг змінюватися в часі.
Як, за розрахунками, змінювалася щільність темної енергії
Отримані розрахунки показали, що в перші мільярди років після Великого вибуху темна енергія мала від'ємну щільність. Приблизно 9,5 мільярда років тому цей показник перетнув нульову позначку і відтоді став додатним. Автори наголошують, що такий перехід виникає природним чином із самої математичної структури рівнянь, без необхідності впроваджувати додаткові штучні змінні, що робить модель привабливою з погляду теоретичної економії.
«Напруга Габбла» та перевірка на 47 мільйонах об'єктів
Окрім опису еволюції темної енергії, запропонований підхід, за словами дослідників, допомагає вирішити так звану проблему «напруги Габбла» — розбіжність між теоретичними розрахунками та реальними вимірюваннями швидкості розширення Всесвіту. Тепер ученики готуються протестувати модель на повному масиві даних DESI, що охоплює понад 47 мільйонів космічних об'єктів. Якщо гіпотеза підтвердиться, це кардинально змінить уявлення людства про фундаментальні закони фізики та про те, як розвивався Всесвіт від ранньої епохи до наших днів.
