Постоянство Хаббла. Странные признаки изменчивости тёмной энергии
Тёмная энергия — одна из главных загадок современной космологии. Именно с ней связывают ускоренное расширение Вселенной, обнаруженное в конце 1990-х годов. В стандартной космологической модели ΛCDM она описывается космологической постоянной Λ: предполагается, что плотность тёмной энергии не меняется ни в пространстве, ни со временем.
На тёмную энергию приходится около 70% энергетического содержания современной Вселенной. Ещё примерно 25% составляет тёмная материя и около 5% — обычная барионная материя. Эта модель хорошо согласуется сразу с несколькими независимыми наблюдениями: реликтовым излучением, сверхновыми типа Ia и распределением галактик в крупномасштабной структуре Вселенной.
Однако в последние годы появились признаки того, что картина может быть сложнее. Новые наблюдения допускают возможность, что свойства тёмной энергии менялись на протяжении истории Вселенной. Если это подтвердится, космологическая постоянная окажется не совсем постоянной.
Особенно важны здесь наблюдения DESI — проекта, составляющего трёхмерную карту распределения миллионов галактик. Измеряя их красные смещения и следы барионных акустических осцилляций, астрономы могут восстановить, как менялась скорость расширения Вселенной на разных этапах её истории. К середине 2026 года были получены данные примерно по 14 миллионам галактик. Их анализ допускает модель, в которой тёмная энергия со временем изменяется.
Есть и другая давно известная проблема — хаббловское напряжение. Скорость расширения Вселенной, рассчитанная по ранней Вселенной и реликтовому излучению, не полностью совпадает со значениями, полученными по более близким объектам, например сверхновым. Пока неизвестно, связано ли это с систематическими ошибками измерений или указывает на физику, которой нет в стандартной модели.
Один из вариантов объяснения — тёмная энергия действительно эволюционирует. Тогда её влияние на расширение пространства миллиарды лет назад могло отличаться от современного. Существуют и более экзотические гипотезы, связывающие её с квантовыми свойствами вакуума, неизвестными полями или даже микроскопическими изменениями геометрии пространства. Пока это теоретические модели, а не установленные факты.
Поэтому говорить, что космологическая постоянная уже перестала быть постоянной, рано. Наблюдения пока лишь показывают возможное отклонение от стандартной ΛCDM-модели. Оно может оказаться новой физикой, а может исчезнуть после накопления более точных данных и лучшего учёта систематических ошибок.
Если же изменение тёмной энергии подтвердится независимо несколькими методами, последствия будут серьёзными. Придётся пересматривать стандартное описание эволюции Вселенной и выяснять, что на самом деле скрывается за понятием «тёмная энергия».