Небольшое несоответствие в данных может создавать ложное впечатление об изменчивости темной энергии

Исследователи Самсуззаман Афроз и Суводип Мукерджи из Института фундаментальных исследований Тата в Мумбаи обнаружили, что небольшие расхождения между двумя ключевыми наборами космологических данных могут искажать выводы о природе темной энергии, создавая иллюзию ее изменчивости во времени. Результаты их анализа опубликованы в журнале Physical Review D.

Вопрос о том, является ли темная энергия неизменной космологической постоянной или же ее свойства эволюционируют с течением времени, остается одним из самых острых в современной космологии. Темная энергия была введена для объяснения ускоренного расширения Вселенной в рамках общей теории относительности, и ключевым параметром здесь выступает уравнение состояния — отношение давления темной энергии к ее плотности.

Недавние данные коллаборации DESI вызвали ажиотаж, указав на возможную динамику этого уравнения с красным смещением, что стало бы революционным открытием. Однако, как подчеркивают авторы, прежде чем делать такие выводы, необходимо проверить надежность самих методов измерения.

Для этого ученые применили фундаментальное соотношение, известное как дуальность космических расстояний. Оно связывает два независимых способа измерения расстояний во Вселенной: один основан на наблюдениях за сверхновыми, другой на барионных акустических колебаниях, то есть на отпечатках звуковых волн в ранней плазме.

Любое нарушение этого соотношения может указывать на неучтенные систематические ошибки или на новую физику. В своем анализе ученые проверили, насколько данные от сверхновых и от DESI согласуются с предсказаниями дуальности. Выяснилось, что в целом согласие есть, но присутствует небольшое, однако значимое расхождение.

Важнее всего то, что это расхождение напрямую коррелирует со сдвигом параметров уравнения состояния темной энергии от значений, ожидаемых для простой космологической постоянной. Иными словами, даже незначительное несоответствие между двумя наборами данных способно создать ложное впечатление, будто темная энергия меняется со временем.

Исследователи проверили свою методику на устойчивость, применив различные варианты параметризации дуальности, и результаты подтвердились. Это позволяет утверждать, что заявления о надежном обнаружении эволюционирующей темной энергии преждевременны.

Таким образом, работа показывает, что кажущееся изменение темной энергии может объясняться не ее реальной динамикой, а небольшими систематическими расхождениями в данных, связанными с фундаментальным соотношением космических расстояний. Предложенный ими подход в будущем поможет более корректно объединять данные разных экспериментов, избегая ложных открытий, и приблизит космологов к истинной природе загадочного ускорения Вселенной.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях