С начала XX века учёные собрали убедительные доказательства того, что Вселенная расширяется с ускорением. Главным объяснением этого феномена считается тёмная энергия — загадочная составляющая пространства-времени, которая оказывает отталкивающее действие на галактики.
Многие десятилетия в космологии доминировала модель ΛCDM, предполагающая, что тёмная энергия является постоянной и неизменной во времени. Это упрощение стало основой современной науки о Вселенной, но оставило открытым вопрос — что если тёмная энергия со временем меняется?
Недавние наблюдения впервые намекнули, что стандартная гипотеза может быть неверной. Инструмент DESI, созданный для картографирования далёких галактик, собрал данные, указывающие на существование динамической тёмной энергии (DDE). Такой результат серьёзно расходится с классической моделью и намекает на более сложную историю эволюции космоса.
Чтобы понять последствия этой гипотезы, команда под руководством профессора Томаки Исийямы из Университета Чиба в Японии провела одни из самых масштабных космологических вычислений на суперкомпьютере Fugaku. В исследовании также участвовали Франциско Прада из Института астрофизики Андалусии и Анатолий Клыпин из Университета штата Нью-Мексико. Результаты опубликованы 4 августа 2025 года в журнале Physical Review D.
Учёные сравнили три компьютерные модели: стандартную ΛCDM и две версии с динамической тёмной энергией. В одной из них параметры оставались фиксированными, а в другой использовались значения, полученные в ходе первого года работы DESI.
Оказалось, что сама по себе динамическая тёмная энергия оказывает лишь умеренное влияние. Но если принять во внимание данные DESI о более высокой плотности вещества во Вселенной — примерно на 10% выше стандартных оценок, — эффект становится заметно сильнее. В этой модели образование массивных скоплений галактик происходило раньше и активнее, а их количество могло быть до 70% выше, чем в классической картине.
Кроме того, исследователи изучили так называемые барионные акустические осцилляции — след древних звуковых волн, который служит своеобразной линейкой для измерения расстояний в космосе. Симуляции показали смещение этого следа на 3,7% в сторону меньших масштабов, что полностью совпало с наблюдениями DESI. Это подтвердило точность новой модели.
Учёные также проанализировали распределение галактик. В варианте с динамической тёмной энергией и повышенной плотностью вещества галактики образовывали более плотные и компактные скопления, что снова совпало с данными наблюдений.
По словам Исийямы, главная роль в формировании космических структур принадлежит именно плотности вещества, тогда как сама динамическая тёмная энергия влияет в меньшей степени. Однако сочетание этих факторов лучше объясняет наблюдаемую картину. В будущем новые обзоры, включая проект Subaru PFS и дальнейшие этапы DESI, помогут ещё точнее измерить ключевые параметры Вселенной.
Эта работа, как отмечают авторы, закладывает основу для интерпретации новых данных и приближает нас к пониманию того, как на самом деле эволюционирует наша Вселенная.