На кухне стоят весы для муки и мерный стакан для воды. По отдельности они точны, но когда печёшь хлеб, рецепт требует идеального соотношения. Похожий спор идёт у астрономов о скорости расширения Вселенной. Прямые замеры по звёздам дают одно число, а расчёты по реликтовому излучению (свету, оставшемуся от Большого взрыва) — другое, чуть меньшее. Разница невелика, но упрямо не исчезает.
Авторы новой работы добавили в «рецепт» два ингредиента. Первый: крошечная доля тёмной материи — невидимого вещества, которое скрепляет галактики своей тяжестью, — не вечна. Она потихоньку распадается на тёмное излучение (частицы, не взаимодействующие с обычным веществом, но несущие энергию). Происходит это в эпоху, когда Вселенной было примерно 50 тысяч лет — как раз тогда излучение переставало быть главной силой, а вещество только начинало собираться в комки. Второй ингредиент: сама тёмная энергия, расталкивающая пространство, чуть меняет свой напор со временем, а не остаётся строго постоянной.
Учёные скормили эту модель трём независимым наборам данных: картам реликтового излучения, расположению галактик и линзированию (тому, как массивные объекты искривляют лучи света). Получилась скорость расширения 69.8 км/с на мегапарсек. Это ближе к прямым измерениям (около 73 км/с/Мпк), чем стандартный ответ (67.4). Разрыв сократился примерно до двух сигм — на языке статистики это означает, что случайное совпадение ещё возможно, но уже маловероятно. Более того, когда в анализ добавили прямые данные по сверхновым, скорость подросла до 70.2, почти дотянувшись до измерений по цефеидам.
Так что же получается? Тёмная материя не просто невидимый клей, но и тихий дирижёр космического оркестра. Её медленный распад в далёком прошлом способен сдвинуть темп расширения сегодня. Возможно, загадка скорости Вселенной — это не ошибка измерений, а подсказка о том, что тёмный сектор устроен сложнее, чем мы думали.
Если бы всю тёмную материю в нашей Галактике равномерно размазать по её объёму, то на кубический сантиметр пришлось бы всего около 0.3 массы протона — это почти идеальная пустота, но в масштабах галактики её хватает, чтобы удерживать звёзды от разлёта.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса инопланетные корабли используют распад тёмной материи как источник энергии — почти как в этой модели, только в роли двигателя, а не космологических часов.