Британські астрономи поставили під сумнів фундаментальні принципи сучасної космології

Нове дослідження пропонує свіжий погляд на одну з головних загадок сучасної космології — прискорене розширення Всесвіту. Між спостереженнями раннього космосу та вимірами в сучасну епоху існує розбіжність, відома як «напруга Габбла». Вона свідчить, що швидкість розширення Всесвіту зростає, але не узгоджується з даними, отриманими з реліктового випромінювання. Міжнародна команда вчених припускає, що пояснення може критися не в темній енергії, як вважалося раніше, а в тому, що темна матерія може змінюватися з часом.

У своїй роботі астрономи Сіньган Чень та Авраам Льоб розглядають моделі, у яких не лише темна енергія, а й сама темна матерія еволюціонує. Їхній аналіз показав, що змінна темна матерія краще узгоджується зі спостереженнями, ніж сценарій зі сталою темною матерією та змінною темною енергією. Це пояснюють співвідношенням між щільністю енергії й матерії у Всесвіті, яке визначає темп його розширення.

Автори звертають увагу на можливість існування «екзотичної» форми темної матерії з коливальною природою. Згідно з моделлю, близько 15% холодної темної матерії має осцилюючі властивості, тоді як решта 85% залишається звичайною. Подібну поведінку можна порівняти з нейтрино, які мають масу, майже не взаємодіють зі світлом і демонструють коливання між різними станами. Якщо частина темної матерії поводиться схожим чином, це може пояснити розбіжність між різними вимірами швидкості розширення Всесвіту.

Дослідження ґрунтується на даних із проєкту DESI (Dark Ener­gy Spec­tro­scop­ic Instru­ment), який створив найбільшу на сьогодні тривимірну карту космосу. Ці спостереження дозволили точніше порівняти моделі еволюції темної матерії й темної енергії. Результати свідчать, що припущення про змінну темну матерію не лише узгоджується з наявними даними, а й може розв’язати проблему напруги Габбла.

Вчені наголошують, що їхня модель поки що є концептуальною й не встановлює конкретних характеристик частинок темної матерії. Проте вона відкриває новий напрям у дослідженнях космічної еволюції. Якщо ідея підтвердиться, це може змінити уявлення про роль темної матерії у формуванні структури Всесвіту та його прискореному розширенні.