О том, что Вселенная расширяется с ускорением, ученые узнали в конце 1990-х годов, наблюдая сверхновые типа Ia. Впоследствии открытие удостоилось Нобелевской премии. Общая теория относительности, однако, предсказывает, что при наличии обычной материи и излучения расширение должно замедляться под действием гравитации.
Чтобы объяснить такой «разгон» космоса, в Стандартную модель ΛCDM ввели темную энергию, описываемую космологической постоянной лямбда (Λ), которая действует как своеобразная антигравитация, ускоряя удаление галактик. При этом природа темной энергии остается неизвестной, а разные методы измерения постоянной Хаббла дают несовпадающие результаты, создавая серьезное напряжение внутри модели.
Огня в эту и без того горячую дискуссию добавили данные наблюдений DESI: во втором релизе (DR2) астрономы получили измерения барионных акустических колебаний, в диапазоне красных смещений от z ≈ 0 до 2,5 (соответствует расстояниям от нуля до 17 миллиардов световых лет). Эти «отпечатки» звуковых волн ранней Вселенной работают как «космическая линейка», позволяющая точно восстановить историю расширения.
Проанализировав данные DR2 и наблюдения реликтового излучения, Слава Турышев (Slava G. Turyshev) из Калифорнийского технологического института (США) сопоставил результаты и выявил умеренное расхождение, на уровне примерно двух-трех сигм (σ). Если при этом разрешить темной энергии эволюционировать — по определенным параметрам, — качество подгонки улучшится. В подобных сценариях темная энергия могла вести себя немного иначе, чем сегодня.
Этот эффект, однако, чувствителен к деталям обработки данных. Стандартные «свечи космологии» — сверхновые типа Ia — измеряют относительные расстояния. Даже систематические смещения на уровне нескольких сотых звездной величины способны заметно изменить оценку параметров.
В работе, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, показано, как именно ошибки калибровки могут приводить к кажущемуся сигналу эволюции темной энергии. Чтобы отделить влияние физики ранней Вселенной от поздней динамики, ученый использовал специальный диагностический параметр — отношение поперечного и радиального масштабов барионных акустических колебаний.
Подход позволил проверить, связаны ли возможные отклонения с «поздней» физикой или же отражают изменения в разных условиях, которые влияют на калибровку. На сегодня такие независимые комбинации данных в целом согласуются с предсказаниями лямбда-модели в пределах погрешностей.
Отметим, что новое исследование не означает крах Стандартной модели, но четко формулирует условия, при которых можно говорить о реальной эволюции темной энергии.
Если будущие релизы DESI и независимые методы (включая слабое гравитационное линзирование и наблюдения гравитационных волн) подтвердят отклонения, космологам, возможно, придется пересмотреть представления об ускоренном расширении Вселенной. Однако если сигнал исчезнет при более строгом учете данных, открытие станет важным подтверждением «устойчивости» ΛCDM.