Космологический спор напоминает двух мастеров, которые мерят одну и ту же комнату разными рулетками. Один, глядя на далёкие галактики, получает одно число. Другой, всматриваясь в древнее свечение — реликтовое излучение, остывший свет Большого взрыва, — получает другое, меньшее. Это расхождение называют напряжением Хаббла. Оно не укладывается в случайную погрешность и намекает на что-то новое в устройстве мира.
Недавно коллаборация ACT обработала свежие данные о реликтовом фоне и заявила: никаких лишних невидимых частиц — тёмного излучения — не видно, а значение скорости расширения остаётся низким. Спор как будто зашёл в тупик. Но авторы новой работы заметили, что выводы ACT необычайно чувствительны к предположениям о том, как именно ранняя Вселенная раздувалась. Инфляция — это сверхбыстрое расширение в первые мгновения, которое задало рябь, превратившуюся позже в галактики. Обычно считают, что сила этой ряби — её спектральный индекс — почти не менялась от масштаба к масштабу. Однако если разрешить ей плавно меняться, добавив параметры «бега» и «бега бега», картина переворачивается.
Более того, тёмное излучение могло когда-то обмениваться энергией с тёмной материей и отсоединиться примерно в эпоху равенства вещества и излучения. Тогда оно породило собственные звуковые волны — тёмные акустические осцилляции. Их «горизонт сопротивления» составил бы около 60 мегапарсек. Это расстояние свет проходит за 200 миллионов лет. В таком сценарии ограничение смягчается ещё сильнее: до 0.68 сорта, а напряжение Хаббла падает ниже 2 сигм. Этот уровень физики уже не считают серьёзным указанием на новую физику. При этом спектральный индекс действительно демонстрирует предпочтение положительного бега на уровне 2.9 сигм.
Такой бег мог бы естественно возникнуть, если инфляция состояла из двух актов. Первый закончился, оставив след в крупномасштабной ряби, которую ловят спутники вроде Планка и наземные обзоры галактик. Мелкие же масштабы хранят память о втором акте. Получается изящная картина: тёмное излучение прячется в больших пятнах реликтового фона, а динамика инфляции — в маленьких. Рулетки больше не врут — просто комната оказалась с нишей, которую раньше не замечали.
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.26541
We point out that constraints on $$\Delta N_\mathrm{eff}$$ reported by the ACT collaboration in their DR6 data release are surprisingly sensitive to the assumptions made about the initial power spectrum from inflation. The ACT collaboration reports no evidence of new light degrees of freedom alongside a low value of the expansion rate, thus confirming the Hubble tension. However, as we show here, when considering self-interacting dark radiation and including running, $$\alpha_s$$, and running of the running, $$\beta_s$$, of the spectral index $$n_s$$, the picture changes significantly. Confronting this extended model with Planck, ACT DR6, DESI DR2, and uncalibrated Pantheon+ data, we find the significantly relaxed bound $$\Delta N_\text{eff}< 0.58$$ at 95$$\%$$ CL, together with a $$2.9 \sigma$$ ($$2.6 \sigma$$) preference for $$\alpha_s>0$$ ($$\beta_s>0$$), while the Hubble tension is reduced to $$2.2 \sigma$$ with only three more parameters compared to $$\Lambda$$CDM. If the dark radiation fluid is initially coupled to dark matter, and undergoes dark radiation-matter decoupling (DRMD) around matter-radiation equality, predicting dark acoustic oscillations with drag horizon $$r_{d,\mathrm{DAO}} \approx 60 \,\mathrm{Mpc}/h$$, the bound is further relaxed to $$\Delta N_\text{eff}< 0.68$$ at 95$$\%$$ CL, reducing the Hubble tension below $$2\sigma$$. We also discuss how $$\alpha_s$$ and $$\beta_s$$ could naturally appear in inflationary scenarios, possibly connected to the end of a first act of inflation. In this case dark radiation is mostly probed by scales covered by Planck and DESI, while smaller scales carry information on inflationary dynamics.
Параметр «бег бега» (βs) — это скорость изменения скорости изменения наклона спектра. Если обычный бег показывает, как меняется цвет ряби при переходе от крупных волн к мелким, то бег бега говорит, равномерно ли это изменение или ускоряется. В бытовых терминах: наклон — это крутизна горки, бег — как быстро меняется крутизна, а бег бега — становится ли это изменение резче или плавнее.
Идея тёмных акустических осцилляций перекликается с «тёмным лесом» из романа Лю Цысиня: скрытые взаимодействия в тёмном секторе создают свою, невидимую нам структуру пространства, которая влияет на видимую Вселенную лишь косвенно.