В конце XX века астрономы сделали открытие, которое изменило современную картину мира. Наблюдения далеких сверхновых показали: расширение Вселенной, похоже, не замедляется под действием гравитации, а ускоряется. Чтобы объяснить этот результат, в космологическую модель пришлось добавить загадочный компонент — темную энергию. Сегодня ей приписывают около двух третей энергетического бюджета Вселенной. Есть только одна проблема: никто до сих пор не знает, что это такое.
Самое простое объяснение связано с космологической постоянной Λ — неизменной энергией самого вакуума. Вместе с холодной темной материей она образует основу стандартной модели ΛCDM, которая удивительно хорошо описывает множество наблюдений. Однако новые измерения заставили физиков снова проверить, действительно ли темная энергия постоянна.
Главным источником интриги стал DESI — Dark Energy Spectroscopic Instrument. Он строит крупнейшую трехмерную карту космоса, измеряя положения миллионов галактик и квазаров. К 2026 году DESI исследовал уже более 47 миллионов галактик и квазаров. Особый интерес представляют барионные акустические осцилляции — своеобразная ископаемая линейка, оставшаяся после процессов в молодой Вселенной. По ней можно восстановить, как менялась скорость космического расширения на протяжении миллиардов лет.
Результаты первых трех лет DESI вызвали настоящий переполох. В сочетании с наблюдениями реликтового излучения и сверхновых они показали предпочтение моделей, в которых свойства темной энергии меняются со временем. В некоторых комбинациях данных отклонение от простой космологической постоянной оказалось достаточно заметным, чтобы космологи заговорили уже не о случайной аномалии, а о серьезной подсказке.
Но окончательного открытия пока нет. Разные способы анализа и разные наборы наблюдений дают несколько различающиеся результаты. В 2026 году новый анализ данных DESI по лесу Лайман-альфа — поглощению света далеких квазаров межгалактическим водородом — дал значение, сдвинувшееся ближе к стандартной ΛCDM-космологии. Другие исследования по-прежнему находят существенное предпочтение динамической темной энергии. Космологический детектив продолжается.
Но существует еще более радикальная возможность. Что, если проблема вообще не в свойствах темной энергии?
Современная стандартная космология основывается на предположении, что на достаточно больших масштабах Вселенная однородна. Галактики образуют невероятно сложную космическую паутину из скоплений, нитей и огромных пустот — войдов, однако если отойти достаточно далеко, эти неоднородности должны статистически сглаживаться.
Войды при этом вовсе не маленькие пустые пузырьки между галактиками. Это гигантские области с пониженной плотностью вещества, занимающие значительную часть объема космической паутины. DESI изучает их как самостоятельный космологический инструмент, поскольку в таких разреженных областях особенно интересно исследовать влияние гравитации, темной энергии и других компонентов Вселенной.
Теперь представим необычную ситуацию: наша галактика находится внутри очень крупной области, средняя плотность которой ниже космической. Внутри такой области расширение может происходить немного иначе, чем в более плотном окружающем пространстве. Наблюдатель, не учитывающий эту неоднородность и интерпретирующий измерения в рамках идеально однородной модели, теоретически способен получить искаженную картину истории расширения.
Отсюда возникает дерзкий вопрос: может ли хотя бы часть эффекта, который мы называем ускоренным расширением, быть результатом нашего особого космического местоположения?
Идея не нова. Неоднородные космологические модели исследуются десятилетиями, а гипотезы о нахождении Млечного Пути в крупной локальной недоплотности периодически возвращаются в дискуссию вокруг так называемого напряжения Хаббла — расхождения между разными методами определения современной скорости расширения Вселенной.
В крайнем варианте подобной модели темная энергия может оказаться вообще не нужна. Более быстро расширяющаяся разреженная область вокруг наблюдателя способна имитировать некоторые признаки ускорения, которые в стандартной однородной модели приходится объяснять дополнительным компонентом.
Это очень привлекательная идея — и одновременно чрезвычайно требовательная. Чтобы объяснить наблюдения без темной энергии, недостаточно нарисовать вокруг Млечного Пути огромный пустой пузырь. Модель должна одновременно согласоваться со сверхновыми типа Ia, барионными акустическими осцилляциями, реликтовым излучением, ростом крупномасштабной структуры, распределением галактик и множеством других независимых наблюдений.
Возникает и философская проблема, известная космологам со времен Коперника. Современная наука исходит из того, что наше положение во Вселенной не должно быть каким-то исключительно привилегированным. Если для объяснения наблюдений требуется поместить нас необычно близко к центру гигантского космического войда, модель приобретает неприятный привкус возвращения человека в особую точку мироздания.
Но именно поэтому такие гипотезы полезны. Они заставляют проверять предположения, которые настолько глубоко встроены в стандартную модель, что легко принять их за непосредственно наблюдаемые факты.
Мы ведь не наблюдаем темную энергию напрямую. Телескоп не фотографирует ее и детектор не ловит ее частицы. Мы измеряем красные смещения галактик, яркость сверхновых, характерные масштабы распределения материи, свойства реликтового излучения, а затем ищем модель, которая одновременно объясняет эти данные.
Это принципиальная разница. Ускоренное расширение — интерпретация большого набора наблюдений в рамках определенной космологической картины. Темная энергия — компонент модели, позволяющий эту картину объяснить.
Сейчас наиболее успешной остается стандартная ΛCDM-космология, и утверждать, что темная энергия оказалась иллюзией, было бы преждевременно. Более того, данные DESI пока не отменили даже простейшую космологическую постоянную. Они лишь сделали пространство допустимых объяснений значительно интереснее.
Но если намеки на изменение темной энергии сохранятся в будущих данных, последствия будут огромными. Возможно, придется искать новое динамическое поле или пересматривать гравитацию на космологических масштабах. Возможно, выяснится, что часть эффекта создают неоднородности крупномасштабной структуры. А может быть, дополнительные наблюдения вернут космологическую постоянную на прежнее место.
Полный пятилетний массив DESI должен значительно усилить проверку этих сценариев. Уже сейчас эксперимент создал крупнейшую высокоточную трехмерную карту Вселенной, а анализ данных продолжается.
Именно поэтому нынешняя ситуация так необычна. Темная энергия была введена, чтобы объяснить одно из величайших открытий современной космологии, а спустя почти три десятилетия мы все еще не знаем ее физической природы.
Возможно, Вселенная действительно заполнена неизвестной формой энергии. Возможно, она меняется со временем. Возможно, наше описание гравитации неполно. И существует еще более головокружительная возможность: часть загадки находится не где-то на краю наблюдаемого космоса, а вокруг нас. Тогда один из самых грандиозных выводов современной науки окажется напоминанием о старой опасности — наблюдатель всегда видит Вселенную из конкретного места и должен быть уверен, что не перепутал особенности своего окна со свойствами всего мира.
А затем «Добавить на главный экран».
