Тёмная энергия: актёр меняет маску ✛ ✎

Оригинал: "Is the $$\Lambda$$CDM Model in Crisis?"
arXiv:2509.17124 · 2025-09-21 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Данные DESI DR2 заставляют усомниться в неизменности тёмной энергии, но до решающего перелома ещё далеко.

Вселенная играет спектакль, и главная роль в нём отведена тёмной энергии. Долгое время казалось, что актёр неизменен: космологическая постоянная (энергия вакуума, ускоряющая расширение Вселенной) задавала один и тот же тон. Но новые данные с телескопа DESI, измеряющего барионные акустические осцилляции (волны плотности в ранней Вселенной), заставляют присмотреться внимательнее. Возможно, актёр меняет маску по ходу пьесы.

Если тёмная энергия действительно эволюционирует, то в прошлом она могла вести себя как фантом (ω < −1), а сегодня — как квинтэссенция (ω > −1). Такой переход называют пересечением фантомной границы, и он запрещён для простейших моделей.

Чтобы понять, что происходит, учёные сравнили несколько параметризаций уравнения состояния (связь давления и плотности энергии). В работу включили данные DESI DR2, три набора сверхновых типа Ia (стандартные свечи для измерения расстояний) и реликтовое излучение. Результат оказался неожиданным: все динамические модели предпочитают сценарий Quintom-B, где тёмная энергия пересекает границу фантомной области. Отклонения от стандартной модели достигают 3σ, но не дотягивают до порога открытия в 5σ. Кривизна пространства остаётся совместимой с нулём, а верхний предел на сумму масс нейтрино (лёгкие элементарные частицы, влияющие на структуру) для ΛCDM составляет <0.066 эВ.

Раньше было неясно, действительно ли данные DESI DR2 требуют отказа от космологической постоянной и насколько выводы зависят от выбора модели и учёта нейтрино. Теперь показано, что динамические модели, особенно Quintom-B, предпочтительнее ΛCDM на уровне до 3σ, но ни одна не достигает 5σ. Получены верхние пределы на сумму масс нейтрино, которые сильно зависят от модели тёмной энергии. Это значит, что интерпретация будущих данных потребует осторожности.

Эффективное число релятивистских видов остаётся согласованным со стандартным значением 3.044, что укрепляет доверие к остальной части космологической модели.

Если отклонения подтвердятся с ростом точности DESI и других обзоров, стандартную модель придётся пересмотреть. Возможные пути включают скалярные поля, модифицированную гравитацию или взаимодействие тёмных компонентов. Результаты важны для планирования будущих миссий, таких как Euclid и Roman, и для уточнения пределов на массу нейтрино в космологии. Спектакль продолжается, и актёр, похоже, готовит новый выход.

Если тёмная энергия действительно эволюционирует, то в прошлом она могла вести себя как фантом (ω < −1), а сегодня — как квинтэссенция (ω > −1). Такой переход называют пересечением фантомной границы, и он запрещён для простейших моделей.

В романе «Проблема трёх тел» Лю Цысиня тёмная энергия играет ключевую роль в судьбе Вселенной, хотя её природа остаётся загадкой. Наши результаты перекликаются с идеей, что тёмная энергия может быть не постоянной, а динамической величиной.

Учёные
Alan GuthAlexander FriedmannAndrei LindeGeorges LemaîtreJames PeeblesAdam Riess
Понятия
модель ЭКДМ лямбда-CDM альтернативы тёмной энергии холодная тёмная материя энергия вакуума проблема космологической постоянной космологические параметры модифицированная ньютоновская динамика фантомный разрыв модель взаимодействия параметр уравнения состояния напряжённость Хаббла электрический дипольный момент отрицательное давление электрическая постоянная несингулярная космология квантовый эффект Мпембы теорема Виттена о положительной энергии квартэссенция ложный вакуум