На протяжении десятилетий стандартная космологическая модель рассматривала темную энергию как постоянную величину, ответственную за ускорение расширения Вселенной. Однако результаты, опубликованные в 2025 году с использованием Инструмента спектроскопии темной энергии (DESI), открыли интригующую возможность: возможно, этот загадочный компонент не является постоянным и изменяется со временем.
Вторая серия данных DESI (DR2), основанная на наблюдениях первых трех лет, продемонстрировала соответствие стандартной космологической модели (ΛCDM), которая предполагает постоянство темной энергии. В то же время, эти результаты указали на предпочтение гипотезе о ее эволюции на протяжении истории Вселенной.
В исследовании, опубликованном 19 марта прошлого года, коллаборация DESI объединила данные DR2 с наблюдениями реликтового излучения и тремя наборами сверхновых типа Ia. В зависимости от используемой выборки, анализ показал предпочтение в диапазоне от 2,8 до 4,2 сигма для модели, допускающей эволюцию темной энергии.
Важно отметить, что этот результат не означает, что DESI обнаружил новую форму энергии, поскольку статистическая значимость все еще ниже порога в 5 сигма, который обычно ассоциируется с научным открытием. Кроме того, сам анализ зависит от сочетания различных наборов данных и математического описания поведения темной энергии.
Именно в этой области последующие работы начали пересматривать интерпретацию полученных данных. Одно из последних сомнений возникло 31 июля в результате исследования, проведенного Джиньюнгом Кимом из Стэнфордского университета и инвестиционной компании Two Sigma, а также Дэвидом Ф. Мотой и Андриусом Тамосиюнасом из Университета Осло, Норвегия.
Команда применила статистический подход, разработанный для повторного анализа одних и тех же данных по мере их поступления. Бруно Кинт, доктор астрономии из Университета Сан-Паулу (USP) и специалист по операциям в Обсерватории Веры Ц. Рубина, отметил, что такие переоценки подчеркивают фундаментальные вопросы о самой природе темной энергии. Он заявил в интервью Olhar Digital: «Честный ответ начинается с признания: мы не знаем, что это такое. Темная энергия — это название, которое мы дали тому, что заставляет расширение Вселенной ускоряться, не определив ее природу».
Эта неопределенность помогает объяснить, почему различные анализы могут приходить к разным выводам при попытке установить, является ли темная энергия действительно постоянной. В новом исследовании ученые заметили, что доказательства сосредоточены почти исключительно в диапазоне LRG2, который соответствует определенному расстоянию и эпохе в истории Вселенной, определяемой красным смещением.
Когда этот диапазон исключается из анализа, результат слегка смещается в сторону модели ΛCDM. Более того, при рассмотрении возможности возникновения избытка в любой из семи проанализированных областей, сигнал перестает выдерживать статистическую коррекцию.
Исходя из этих результатов, авторы классифицируют этот сигнал как хрупкий, сконцентрированный в одной области и зависящий от спецификации теста, вместо того чтобы считать его надежным доказательством динамической темной энергии.
Несколько дней ранее, 26 июля, другая группа пришла к схожему выводу, используя иной метод. Исследование применяло статистическую технику, известную как гауссовский процесс, которая позволяет восстановить историю расширения Вселенной на основе данных, не требуя предварительного предположения о конкретной формуле поведения темной энергии.
Сочетание данных DESI DR2 с информацией о реликтовом излучении, сверхновых и «космических хронометрах» все еще показывало некоторое предпочтение эволюционирующей темной энергии. Однако это предпочтение ослабло, когда исследователи тестировали различные модели и комбинации данных. В некоторых анализах разница с стандартной моделью была близка к 1 сигма, что считается слабым уровнем для обоснования научного доказательства.
Еще одна переоценка привела к еще более провокативному заключению. В работе Дили Дуань Инг, Дэвида Яллупа и Уилла Хэндли, всех из Кембриджского университета, Великобритания, они проанализировали результаты, используя байесовский подход, который штрафует более сложные модели. При использовании данных DESI и спутника Planck указание на возможное изменение темной энергии потеряло силу. Когда исследователи использовали пересмотренную версию данных сверхновых, это доказательство исчезло. По мнению авторов, часть предыдущего сигнала могла быть вызвана способом калибровки этих данных.
Несмотря на это, не все недавние исследования ослабляют эту гипотезу. Анализ, опубликованный 1 июля, показал, что предпочтение динамической темной энергии сохраняется при рассмотрении различных расширений космологической модели. В самых оптимистичных оценках DESI предпочтение динамической модели достигло доверия 99,995 % — примерно один шанс из двадцати тысяч на случайность. Тем не менее, как объясняет Кинт, астрономия требует еще большей строгости. «Это ниже почти полной уверенности, которую астрономы обычно требуют для объявления открытия».
Другая работа, доступная для рецензирования в репозитории arXiv 7 августа, представила возможное дополнительное объяснение части противоречия. Нильс Шёнеберг из Людвиг-Максимилианского университета Мюнхена и Института физики Макса Планка; Родриго Кальдерон из Людвиг-Максимилианского университета Мюнхена; и Жюльен Лесгоргю из Технологического университета Мюнхена и Института физики Макса Планка, все из Германии, утверждают, что решения проблемы напряжения Хаббла, связанные с физикой ранней Вселенной, могут значительно уменьшить доказательства, приписываемые динамической темной энергии.
Таким образом, ситуация далека от окончательного вывода. Данные DESI продолжают демонстрировать интересный аномальный эффект по сравнению с самой простой моделью Вселенной, но независимые исследования показывают, что сила этого доказательства зависит от того, как комбинируются, калибруются и анализируются данные.
На данный момент самый важный вопрос заключается не в том, «исчезла» ли темная энергия или «ослабевает» ли она. Важно выяснить, представляет ли наблюдаемый сигнал реальную характеристику космического расширения или комбинацию статистических, систематических эффектов и выбора модели. Новые данные будут иметь решающее значение для прояснения этого вопроса. Такие обсерватории, как Euclid, Nancy Grace Roman и Vera C. Rubin, смогут предоставить новые наблюдения расширения Вселенной и помочь проверить, указывают ли различные наборы данных на один и тот же вывод. «Проверка этой возможности — сравнение различных эффектов и наблюдение за их согласованностью — это именно то, для чего создан Обсерватория Рубин», заключает Кинт.