Астрономы пересмотрели данные о темной энергии

Новости МирТесен

По мнению группы астрономов, сенсационные результаты DESI, касающиеся изменчивой темной энергии, возможно, стали следствием несовпадения данных, полученных из двух самых масштабных космологических обзоров. В случае подтверждения этой гипотезы, темная энергия проявляет себя как постоянная величина, а расширение Вселенной соответствует положениям Стандартной космологической модели.

Современная космология сталкивается с одной из главных неразгаданных тайн – темной энергией. Именно ей приписывают ускоренное расширение Вселенной, которое было зафиксировано в конце 1990-х годов на основе данных, полученных при наблюдениях за сверхновыми звездами первого типа. В рамках современной космологической модели, известной как ΛCDM, темная энергия трактуется как космологическая постоянная («лямбда») – величина, не меняющаяся со временем.

В последние годы всё же появились признаки того, что ее характеристики могут изменяться в процессе развития Вселенной. Значительный интерес вызвали итоги работы коллаборации DESI — проекта, который строит самую подробную трехмерную карту галактик, а также измеряет барионные акустические осцилляции — своеобразные «отпечатки» ранней Вселенной в распределении материи. Это важно, поскольку если темная энергия действительно меняется, Вселенную может ожидать совсем иной исход, чем считалось.

Для определения характеристик темной энергии исследователи используют комплексный подход, объединяя различные виды данных. Сверхновые позволяют измерять расстояние светимости, определяя, насколько слабыми выглядят удаленные объекты. Информация о расстояниях, полученная из данных DESI, основана на анализе распределения галактик в крупномасштабной структуре Вселенной.

Согласно Общей теории относительности (ОТО), эти две величины связаны между собой фундаментальным образом — это проявляется в так называемом соотношении дистанционной двойственности ( Отношение космической дуальности расстояний, CDDR ). В случае, если измерения точны и свободны от невыявленных систематических погрешностей, данное соотношение будет соответствовать принципам стандартной физики и допущениям общей теории относительности.

Самсуззаман Афроз и Суводип Мукхерджи, работающие в Институте фундаментальных исследований Тата (Индия), провели сопоставление каталога сверхновых Pantheon+ и данных DESI для оценки их соответствия DR2. Анализ показал, что два набора данных демонстрируют существенные расхождения: зависимость между расстояниями меняется в зависимости от красного смещения, что означает ее изменение со временем существования Вселенной. Это свидетельствует о наличии невыявленных систематических погрешностей, таких как неточности при калибровке сверхновых, влияние космической пыли или специфические особенности обработки информации.

В модель были добавлены специальные параметры, характеризующие возможное нарушение CDDR, после чего заново произведен расчет свойств темной энергии. Полученные данные продемонстрировали существенное снижение сигнала, указывающего на ее вероятную изменчивость. Таким образом, параметры модели снова соответствуют космологической постоянной — наиболее простому решению, применяемому в ΛCDM-модели.

Исследование, опубликованное в журнале Physical Review D, исследование показало важную проблему: несмотря на то, что объединение больших объемов данных позволяет добиться точных результатов, они не всегда соответствуют действительности. Даже незначительная систематическая ошибка, присутствующая в одном из наборов данных, может привести к тому, что совместный анализ создаст ложное впечатление открытия новых физических явлений. Авторы научной работы провели аналогию с наложением двух сдвинутых изображений: изображение становится четче, однако объект оказывается искаженным.

Статья не содержит прямого опровержения результатов DESI. Она подчеркивает важность проведения дополнительных проверок, прежде чем делать заявления о потенциальном открытии новой физики. В дальнейшем планируется использовать аналогичные тесты для оценки всех крупных космологических обзоров, включая данные, полученные с будущей обсерватории имени Веры Рубин, космического телескопа «Нэнси Грей Роман» и наблюдений гравитационных волн.