Вселенная расширяется, и скорость этого расширения — предмет активных дискуссий в космологии. Ещё почти сто лет назад Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики разбегаются, но современные измерения постоянной Хаббла, характеризующей темп расширения, дают противоречивые значения. Разрешить это расхождение, возможно, поможет взаимодействие тёмной материи и тёмной энергии — загадочных субстанций, которые вместе составляют около 95% всего содержимого космоса. Новая теоретическая модель описывает их не как неизменные сущности, а как компоненты, способные превращаться друг в друга, подобно обратимой химической реакции, где исходные вещества и продукты находятся в динамическом равновесии.

Исследователи применили к так называемому тёмному сектору уравнение Людвига Больцмана — математический инструмент, который традиционно используется для описания частоты столкновений атомов в газе. В данном контексте оно позволило рассчитать, как распределяются и эволюционируют «частицы» тёмной материи и тёмной энергии, и показало, что взаимные переходы между ними — не подгоночный параметр, а естественное следствие физики частиц, если допустить определённые типы взаимодействий. Проверка модели по наблюдательным данным телескопов подтвердила её согласие с реальной картиной и дала конкретное значение скорости расширения — 67.7 км/с на мегапарсек (постоянная Хаббла).

Любопытно, что частота этих превращений оказалась ничтожно малой: расчёты указывают, что за всё время существования видимой Вселенной — 13.8 миллиарда лет — могло произойти не больше пары тысяч таких событий. Эта чрезвычайная редкость естественно объясняет, почему мы не регистрируем их напрямую, и одновременно накладывает жёсткие ограничения на будущие теории, вынуждая их предсказывать столь же медленную реакцию между тёмной материей и тёмной энергией.