Ученые исследуют изменчивость темной энергии во Вселенной

Исследователи продолжают искать объяснения ускоренному расширению Вселенной, которое связывают с темной энергией. В стандартной космологической модели ее характеристики считаются постоянными, однако новые данные требуют пересмотра этого предположения. Объединив информацию о почти трех тысячах сверхновых, ученые выявили дополнительные признаки возможных изменений темной энергии с течением времени. Эту информацию сообщает издание Самара онлайн 24.

Международная команда, возглавляемая учеными из Школы математики и физики Квинслендского университета, собрала данные о 2884 сверхновых типа Ia. Эти взрывы белых карликов используются для измерения расстояний в космосе и изучения истории расширения Вселенной. Сводная база данных охватывает 30 лет наблюдений.

По словам аспиранта Райана Камиллери, работа позволила объединить многолетние астрономические наблюдения в единую систему и получить наиболее детальную картину изменений космического расширения. Исследователи также сопоставили данные о сверхновых с другими космологическими измерениями, включая реликтовое излучение Большого взрыва и карты распределения галактик.

Камиллери отметил, что результаты не только подтверждают стандартную космологическую модель, в которой темная энергия считается неизменной, но и предоставляют дополнительные основания для предположений о ее изменчивости со временем. Работа опубликована в журнале Science Daily.

В новую базу вошли исторические измерения сверхновых и результаты проекта Dark Energy Survey (DES), опубликованные в 2024 году. Чтобы данные, собранные в разные годы, можно было корректно сравнивать, исследователи повторно проанализировали прежние наблюдения с использованием обновленных методов обработки.

Ученые учли, что телескопы, использовавшиеся для сбора данных, различаются по своим возможностям. На измерения также влияют космическая пыль и масса галактик, способные изменять свет далеких сверхновых. Кроме того, исследователи включили в анализ гравитационное линзирование — искривление и усиление света под действием гравитации массивных объектов на пути от сверхновой к Земле.

Камиллери добавил, что за прошедшие годы ученые узнали больше о поведении сверхновых и смогли применить эти знания к более ранним наблюдениям. Это повысило согласованность и точность измерений, собранных на протяжении нескольких десятилетий.

В стандартной космологической модели темная энергия рассматривается как постоянная характеристика Вселенной. Однако результаты наблюдений за сверхновыми в 2024 году уже указывали на возможные изменения ее свойств. Новая объединенная база также показала отклонение от стандартной модели, хотя и в несколько ином направлении.

Астрофизик Тамара Дэвис отметила, что дополнительный интерес к результатам связан с данными другого независимого проекта — Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), который изучает реликтовые звуковые волны ранней Вселенной. Его результаты также содержат признаки возможных изменений темной энергии.

Дэвис подчеркнула, что данные о сверхновых из DES в 2024 году впервые показали признаки того, что темная энергия может изменяться со временем. Новая объединенная выборка также демонстрирует отклонение от стандартной модели, хотя и в несколько другом направлении.

Исследовательница отметила, что два независимых набора измерений указывают на возможную изменчивость темной энергии. Однако результаты не совпадают в точном характере отклонения от стандартной модели. Это дает основания для дальнейшей проверки гипотезы, но не означает, что изменчивость темной энергии уже доказана.

Исследователи планируют расширять базу по мере появления новых данных. Один из источников — программа Dark Energy Bedrock All-Sky Supernova (DEBASS), которая выявляет сотни сверхновых на меньших расстояниях от Земли, чем объекты, изученные в рамках Dark Energy Survey. Новые наблюдения позволят дополнить измерения и проверить, действительно ли темная энергия меняется по мере эволюции Вселенной.

Изучение темной энергии может иметь значение и для других вопросов теоретической физики. По словам Дэвис, эти исследования могут помочь разобраться, как согласовать гравитацию с квантовой физикой. Работа предлагает новые свидетельства в пользу возможной изменчивости темной энергии, но окончательные выводы потребуют дальнейших наблюдений и проверки полученных результатов.