Амбициозное исследование намекает на появление новых теорий темной энергии

Астрофизики как никогда близки к разгадке тайны того, что составляет почти 70 процентов Вселенной.

Теперь опубликован полный анализ данных полного шестилетнего исследования «Обзора темной энергии», который содержит некоторые заманчивые подсказки, которые позволяют предположить, что мы, возможно, ошибаемся.

Вселенная не только расширяется, но это расширение, похоже, ускоряется. Ученые не совсем уверены, почему, поэтому они назвали неизвестную силу «темной энергией» и потратили десятилетия, пытаясь выяснить, что это на самом деле.

Самой амбициозной попыткой сделать это было исследование темной энергии (DES), международное сотрудничество, которое сканировало огромный участок неба в период с 2013 по 2019 год. Миссия использовала четыре разных метода для измерения скорости расширения Вселенной в разные моменты ее истории.

По теме: Наш Вселенная кажется однобокой и может полностью разрушить космологию

Эти методы включают в себя барионные акустические колебания (БАО), которые являются пульсациями ранних эпох Вселенной; изменения видимой яркости сверхновых типа Ia; распределение скоплений галактик; и как свет от далеких галактик искажается гравитацией более близкой к нам материи.

Впервые новый анализ объединяет данные всех шести лет и всех четырех методов, давая нам наиболее полную картину того, как ведет себя темная энергия.

Результаты по-прежнему согласуются со стандартной моделью космологии, но есть нити, которые можно потянуть, чтобы разгадать всю тайну.

В настоящее время модель, которая лучше всего объясняет, как функционирует Вселенная, известна как лямбда-CDM. Лямбда представляет собой темную энергию с постоянной плотностью во времени, на которую приходится около 68 процентов общей энергии космоса.

CDM означает «холодная темная материя», которая описывает гипотетическую, невидимую, медленно движущуюся массу, которая будет составлять около 27 процентов энергии Вселенной.

Оставшиеся пять процентов не считаются достаточно важными, чтобы их упоминать в названии модели. Это обычная материя — ты и я, Бетельгейзе, что бы ты ни ел на завтрак, Великая стена галактик Геркулес-Северная Корона и все, что между ними.

Но это лямбда-часть уравнения, которое исследовал DES. Новый анализ проверял, имеет ли темная энергия постоянную плотность с течением времени, как предсказывает лямбда-CDM, или она изменяется в разных точках, как описано в расширенной модели под названием wCDM.

Анализ показал, что в целом наблюдения DES согласуются с предсказаниями стандартной модели космологии.

Однако они также в той же степени соответствуют модели wCDM.

Интересно, что также было обнаружено, что скопление галактик в более поздние времена не совсем соответствует предсказаниям более ранних времен ни в моделях лямбда-CDM, ни в моделях wCDM.

Слишком рано говорить наверняка, означает ли это что-нибудь — находка все еще далека от уверенности в пяти сигмах — но дополнительные данные могут либо закрыть трещину, либо открыть ее, чтобы выявить новую физику.

Сотрудничество DES уже планирует использовать новые данные для исследования того, насколько хорошо подходят альтернативные модели, что может включать в себя создание вносит коррективы в наше понимание того, как работает сама гравитация.

Новый анализ представлен в 19 статьях, краткое изложение которых представлено в журнал Physical Review D.