Согласно гипотезе о темной энергии, скорость расширения Вселенной может не быть постоянной: со временем она будет замедляться, поскольку характеристики этой загадочной субстанции претерпят изменения. В случае подтверждения данной модели, будущее нашей Вселенной окажется совершенно иным.

В конце 1990-х годов ученые обнаружили, что Вселенная расширяется с ускорением, изучая далекие сверхновые звезды. Для объяснения этого явления физики ввели концепцию темной энергии – некой неизвестной компоненты Вселенной, которая, как предполагается, является причиной ее ускоренного расширения.

В рамках общепринятой космологической модели, по мере увеличения объема пространства плотность обычной материи уменьшается. Однако с темной энергией ситуация иная: ее плотность остается неизменной. В результате со временем обычная материя теряет свое значение, а темная энергия начинает доминировать, поддерживая ускоренное расширение Вселенной. Если ее характеристики не изменятся, этот процесс может продолжаться неограниченно долго.

Физик Джанмассимо Тазинато, работающий в Университете Суонси (Великобритания), изучил темную энергию и темную материю, рассматривая их как части единой системы, стремящейся к равновесию с течением времени. В результате этого процесса соотношение плотностей этих компонентов постепенно приближается к определенному, неизменному значению.

С приближением к состоянию равновесия происходят изменения в свойствах темной энергии. В настоящее время она стимулирует ускоренное расширение Вселенной, но согласно модели Тазинато, эта способность постепенно утрачивается. В отдаленном будущем плотность темной энергии начнет снижаться примерно так же, как и плотность материи, что приведет к остановке ускоренного расширения Вселенной.

В рамках этой новой модели текущая фаза ускоренного расширения Вселенной представляется лишь временным периодом. Вселенная продолжит свое расширение, но темпы этого расширения будут замедляться. При этом темная энергия не исчезнет полностью, а ее характеристики претерпят изменения и станут более схожими с характеристиками материи.

Для оценки соответствия предложенного сценария реальной Вселенной, физик сопоставил полученные расчеты с рядом эмпирических данных. В процессе анализа были использованы сведения из проекта DESI относительно распределения галактик и крупномасштабной структуры космоса, результаты миссии Planck, направленной на исследование реликтового излучения, а также каталоги сверхновых Ia.

Анализ показал, что модель, учитывающая изменение свойств темной энергии в различных комбинациях данных, демонстрирует лучшее соответствие наблюдаемым параметрам Вселенной по сравнению с вариантом, предполагающим постоянство ее свойств. Тем не менее, это преимущество пока недостаточно значительно, чтобы считать его убедительным доказательством изменения темной энергии во времени. Более подробная информация о признаках меняющейся темной энергии, обнаруженных в данных DESI, Naked Science рассказывал здесь.

У модели Тазинато существует и теоретическое ограничение: она успешно описывает общее расширение Вселенной, но пока не способна с достаточной точностью предсказать развитие небольших неоднородностей вещества, из которых впоследствии формируются галактики и другие структуры. В наиболее простых версиях модели расчеты приводят к нестабильности, что указывает на необходимость дальнейшей доработки.

Тем не менее результаты научной работы, опубликованнойПубликация на платформе arXiv.org послужила поводом для констатации того факта, что постоянное ускорение не является единственным вариантом развития событий, согласующимся с современными наблюдениями. В случае подтверждения в будущем данных об изменчивости темной энергии, текущая эпоха может оказаться лишь переходным периодом, после которого Вселенная начнет расширяться более медленными темпами.

Отметим также, что Naked ScienceРанее ученый высказывал предположения о теории, согласно которой скорость расширения Вселенной подвержена естественным изменениям, в 2021 году, до того как коллаборация DESI представила данные, свидетельствующие об актуальности данного явления.