Тёмная материя и тёмная энергия в сумме составляют около 70% Вселенной и заставляет её расширяться с ускорением. До недавнего времени наиболее распространённой считалась гипотеза, что тёмная энергия является постоянной величиной, связанной с « энергией пустого пространства ». Однако свежие наблюдения и новые модели указывают: этот компонент может изменяться во времени.
Интерес к такой возможности вспыхнул вновь в прошлом году, когда данные сразу нескольких крупных проектов — обзора Dark Energy Survey, инструмента Dark Energy Spectroscopic Instrument и космического телескопа Planck — показали расхождения с прежними расчётами. Комбинация сведений о сверхновых, барионных акустических осцилляциях и реликтовом излучении дала понять, что постоянная модель плохо согласуется с результатами.
В свежей статье в журнале Physical Review D профессор-эмерит Чикагского университета Джош Фримен и его коллега, стипендиат программы NASA Hubble Ануар Шаджиб, объединили данные из разных источников. Их анализ показал: динамические модели, в которых тёмная энергия изменяется со временем, описывают наблюдаемую картину лучше, чем классический вариант с космологической постоянной Эйнштейна.
Один из возможных выводов — существование неизвестной частицы с массой, несоизмеримо меньшей, чем у электрона. Такой объект мог бы объяснить, почему плотность тёмной энергии на протяжении последних нескольких миллиардов лет снизилась примерно на 10%. Изменение невелико по сравнению с колебаниями плотности обычного вещества или излучения, но его достаточно, чтобы заметить отличие от «неподвижной» космологической постоянной.
Смысл этих результатов огромен. Если тёмная энергия действительно динамична, речь идёт не просто о корректировке параметров в уравнениях, а о принципиально новом явлении в физике. Оно не только влияет на то, как Вселенная расширялась в прошлом, но и определяет её будущее.
Учёные подчёркивают: мы точно знаем, сколько тёмной энергии содержится в космосе, но до сих пор не понимаем, что это такое. И именно эта «невидимая субстанция» задаёт сценарий эволюции всего мироздания. Новые модели приближают исследователей к разгадке, но вместе с тем ставят вопросы о фундаментальных законах природы и частицах, ещё не открытых физикой.