Похоже, что темная энергия, теоретический двигатель расширения Вселенной, долгое время считавшаяся космологической константой, на самом деле со временем эволюционирует. Такое поведение может поставить под сомнение наше нынешнее понимание Вселенной.
«То, что мы наблюдаем, очень интересно», — сказала Алекси Леоту-Харнетт, представитель международного консорциума DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), объединяющего 70 учреждений, включая Французскую комиссию по атомной энергии, вокруг Берклиевской лаборатории в США. «Мы можем быть на пороге крупного открытия о фундаментальной природе Вселенной», — добавила она в заявлении, опубликованном в среду.
Прибор DESI , предназначенный для анализа темной энергии, установлен на вершине обсерватории Китт-Пик в Аризоне. Его цель — улучшить наше понимание этой загадочной силы, считающейся одной из величайших проблем современной физики.
Благодаря сверхтонким роботизированным оптическим волокнам, DESI может одновременно наблюдать за 5000 галактиками или квазарами — чрезвычайно яркими объектами, расположенными в центре черных дыр. Эта технология позволяет измерять их возраст и расстояние, а затем составлять трехмерные карты Вселенной для выявления закономерностей, раскрывающих ее историю.
Вселенная в ускоренном расширении
На протяжении столетия мы знали, что Вселенная расширяется с момента своего зарождения, а галактики постепенно удаляются друг от друга. В 1990-х годах наблюдения показали, что это расширение ускоряется уже около шести миллиардов лет (возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет).
Чтобы объяснить это явление, принесшее его первооткрывателям Нобелевскую премию, физики выдвинули гипотезу о существовании отталкивающей силы: темной энергии. Его эффект частично компенсируется обычной материей и гипотетической темной материей.
Доминирующая модель, описывающая структуру и эволюцию Вселенной, утверждает, что темная энергия составляет 70% Вселенной, темная материя — 25%, а обычная материя — всего 5%.
«Поворотный момент» в космологии
В этой «стандартной космологической модели», называемой Lambda-CDM (холодная темная материя), буква Λ обозначает космологическую постоянную, введенную Эйнштейном в его теории общей относительности для объяснения темной энергии.
Хотя эта модель удовлетворительна, «начинают возникать противоречия» с наблюдениями, объясняет Арно де Маттиа, физик из Комиссии по атомной энергии, который участвовал в анализе данных DESI.
Результаты, наряду с другими измерениями первичного света во Вселенной, сверхновых и эффектов гравитационного линзирования на свет галактик, все больше указывают на то, что темная энергия не является постоянной.
На конференции Американского физического общества в Анахайме, штат Калифорния, консорциум DESI представил результаты трехлетних наблюдений за 15 миллионами галактик и квазаров. Их анализ показывает, что эффект темной энергии может ослабевать со временем.
«Объединив все космологические данные, мы наблюдаем немного более выраженное ускорение расширения Вселенной около семи миллиардов лет назад», — объясняет Арно де Маттиа. «Но это ускорение начало уменьшаться за последние 2,5 миллиарда лет. »
Однако окончательных результатов пока нет. «У нас нет абсолютной уверенности», — признает исследователь.
К пересмотру космологической модели?
Для подтверждения этих наблюдений потребуются новые данные, в частности, полученные в результате наблюдений с помощью телескопа DESI , европейского спутника Euclid , космического телескопа Нэнси Грейс Роман и обсерватории Веры Рубин в Чили.
«Мы надеемся, что через пять лет у нас появится более четкое видение», — говорит Этьен Бертен, физик из Комиссии по атомной энергии.
Джошуа Фриман, соучредитель программы Dark Energy Survey и бывший сотрудник DESI , заявил AFP: «Следующее поколение космологических исследований разрешит этот вопрос. Либо эти данные превратятся в настоящее открытие, либо покажут, что мы были на неверном пути и что темная энергия действительно постоянна». Он описывает этот период как «поворотный момент».
Если динамическая природа темной энергии подтвердится, «это будет революция, эквивалентная той, что была вызвана открытием ускоренного расширения Вселенной», подчеркивает Бертен.
В этом случае «стандартную космологическую модель придется модифицировать», заключает он. Затем необходимо будет определить, могут ли существующие альтернативные теории лучше объяснить эти наблюдения или же необходимо будет разработать новые, чтобы продвинуться в понимании Вселенной.
