Японські вчені заявили, що темна енергія кидає виклик ключовому принципу космологічної моделі Всесвіту

Нові спостереження та моделювання астрофізиків показують, що темна енергія може бути не сталою величиною, а змінюватися з часом. Цей висновок кидає виклик основній космологічній моделі ΛCDM (Лямбда-CDM), яка впродовж десятиліть вважалася найбільш точною у поясненні будови та еволюції космосу.

Дані, отримані за допомогою спектроскопічного приладу Dark Ener­gy Spec­tro­scop­ic Instru­ment (DESI), свідчать, що змінна або динамічна темна енергія (DDE) може краще узгоджуватися з реальними спостереженнями, ніж традиційна модель із постійною космологічною сталою. Якщо це підтвердиться, доведеться переглянути розуміння того, як темна енергія впливає на формування галактик і великих структур Всесвіту.

Щоб перевірити цю гіпотезу, команда під керівництвом професора Томоакі Ісіями з Чибського університету (Японія), у співпраці з ученими з Іспанії та США, провела один із наймасштабніших у світі космологічних експериментів на суперкомп’ютері Fugaku. Дослідники виконали три надвисокоточні симуляції, кожна з яких охоплювала обсяг у вісім разів більший, ніж у попередніх роботах. Одну симуляцію виконали в межах класичної ΛCDM-моделі, а дві — із динамічною темною енергією, зокрема на основі найновіших параметрів DESI.

Результати показали, що сама по собі змінна темна енергія спричиняє лише незначні відмінності. Однак при збільшенні густини матерії приблизно на 10%, як це передбачає DESI, зміни стають істотними. У такому сценарії гравітація посилюється, що веде до раннього формування масивних скупчень галактик — до 70% більше, ніж у стандартній моделі. Ці структури є «каркасом» Всесвіту, навколо якого формуються галактики.

Дослідники також дослідили, як така модель впливає на баріонні акустичні осциляції (BAO) — відбитки давніх звукових хвиль, які допомагають вимірювати масштаб Всесвіту. У DESI-варіанті моделі пік BAO змістився на 3,7% у бік менших масштабів, що точно збігається з реальними спостереженнями. Аналіз просторової кластеризації галактик також показав посилену концентрацію на малих масштабах, підтверджуючи відповідність моделі результатам DESI.

Як зазначає професор Ісіяма, «наші симуляції демонструють, що зміни в параметрах космології, особливо густині матерії, впливають на формування структур набагато сильніше, ніж сам компонент динамічної темної енергії». Науковці наголошують, що ці результати мають стати основою для інтерпретації майбутніх даних великих галактичних оглядів, зокрема Sub­aru PFS і нових етапів DESI. Вони допоможуть точніше зрозуміти, чи справді темна енергія змінюється в часі — і якою мірою це визначає долю нашого Всесвіту.