Исследование DES нашло несоответствия в космологической модели

Новое исследование, проведенное в рамках Dark Energy Survey (DES), используя окончательные наборы данных, выявило потенциальные несоответствия в стандартной космологической модели ΛCDM (Lambda-CDM). Эти результаты, если они подтвердятся, могут существенно изменить наше понимание Вселенной, включая природу темной энергии и темной материи, которые составляют 95% космоса. Модель ΛCDM, долгое время являвшаяся основой современной космологии, предполагает, что темная энергия, представленная космологической постоянной (Λ), отвечает за ускоряющееся расширение Вселенной, сохраняя постоянную плотность энергии во времени. Однако данные DES указывают на возможную эволюцию темной энергии, что противоречит этой модели.

Исследование DES проводилось с использованием 570-мегапиксельной камеры темной энергии (DECam), установленной на 4-метровом телескопе имени Виктора М. Бланко в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили. Этот проект является результатом международного сотрудничества, объединяющего более 400 ученых из 25 учреждений под руководством Национальной ускорительной лаборатории Ферми Министерства энергетики США. За шесть лет наблюдений, охвативших 758 ночей, ученые DES нанесли на карту почти одну восьмую часть неба, используя методы, включающие измерения сверхновых, анализ кластеризации галактик и слабое гравитационное линзирование.

Одним из ключевых аспектов исследования стало измерение барионных акустических колебаний (BAO), которые представляют собой «стандартную линейку» для изучения расширения Вселенной. Эти колебания, сформированные звуковыми волнами в ранней Вселенной, имеют пики, охватывающие около 500 миллионов световых лет.

Анализ данных DES, проведенный Сантьяго Авилой из Центра энергетических, экологических и технологических исследований (CIEMAT) в Испании, показал, что измеренный масштаб BAO на 4% меньше, чем предсказывает модель ΛCDM. Это отклонение может указывать на то, что темная энергия не является постоянной, а эволюционирует со временем.

Другим важным элементом исследования стали сверхновые типа Ia, которые служат «стандартными свечами» для измерения космических расстояний. В 2024 году DES опубликовал самый обширный и детализированный набор данных о сверхновых, что позволило провести высокоточные расчеты расстояний. Эти данные, объединенные с результатами BAO, независимо подтвердили аномалии, наблюдаемые в предыдущих исследованиях. Интеграция данных DES с измерениями космического микроволнового фона (CMB) также поддержала гипотезу о том, что темная энергия может быть динамическим явлением, а не константой.

Хуан Мена-Фернандес из Лаборатории субатомной физики и космологии в Гренобле, Франция, отметил, что эти результаты указывают на возможную физику за пределами стандартной модели космологии. Если дальнейшие исследования подтвердят эти выводы, это может привести к научной революции в понимании Вселенной. Однако текущие результаты еще не являются окончательными, и предстоящие анализы, включающие дополнительные методы, такие как кластеризация галактик и слабое линзирование, могут укрепить доказательства.

Ожидается, что окончательный анализ DES, который будет завершен к концу этого года, включит дополнительные космологические зонды для перекрестной проверки результатов и уточнения свойств темной энергии. Научное сообщество с нетерпением ожидает этих данных, так как они могут стать основой для новой парадигмы в космологии. Подобные тенденции уже наблюдались в других крупных проектах, таких как Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), что усиливает интерес к возможному пересмотру стандартной модели.

Джесси Мьюир из Университета Цинциннати подчеркнул, что эти результаты являются плодом многолетних усилий по извлечению космологических идей из данных DES. Он отметил, что предстоит еще много работы, и будущие измерения могут значительно расширить наше понимание Вселенной. Если гипотеза об эволюции темной энергии подтвердится, это потребует разработки новой теоретической основы, что станет важным шагом в развитии космологии.