Через 380 000 лет после Большого взрыва Вселенная была почти гладкой — перепады плотности не превышали одной стотысячной. Сегодня это грандиозная рябь: в одних местах теснятся скрытая масса и галактики, в других зияют пустоты. Подобно кругам на воде, эти волны тянутся на миллиарды световых лет. Их создала гравитация, стянувшая вещество в сгустки. Долго считалось, что рябь пассивна — лишь растягивается вместе с расширением пространства, а самим расширением управляет загадочная отталкивающая сила.
Новое исследование ломает эту картину. Оказывается, кривизна пространства — его искривлённость — внутри сгустков и пустот ведёт себя не как пассивный фон. Её квадрат не обнуляется при усреднении по большому объёму и создаёт добавочную энергию. Представьте эхо в пещере: основной звук затихает, но отражения ещё долго гудят. Так и здесь: усредняя плотность, мы убираем прямые пики, но послесвечение кривизны остаётся. Оно подталкивает тёмную энергию (поле, расталкивающее пространство), заставляя её меняться со временем.
Для проверки учёные воспользовались двумя подходами: теорией малых волн и градиентным разложением (методом плавных изменений). Численные симуляции подтверждают: вклад не исчезает. Они вычислили поправки к свойствам тёмной энергии: обе оказались одного знака и близки по величине. Это значит, что тёмная энергия не может резко менять своё состояние — например, в будущем она либо останется обычной, либо всегда была «фантомной» (с растущей плотностью). Измеряя красное смещение далёких галактик, телескопы вроде Euclid и Roman смогут уточнить историю расширения. Но без учёта ряби они могут увидеть фантомный переход там, где его нет. Ещё Эдвин Хаббл открыл, что Вселенная расширяется, а Сол Перлмуттер и Адам Рисс — что расширение ускоряется. Теперь к их открытиям добавляется новый слой: ускорением управляет не только тёмная энергия, но и сама структура ряби.
Так рябь, которую раньше считали просто узором, оказалась дирижёром расширения. Круги на космической воде не только качают галактики — они меняют глубину самого пруда.
Эффект от кривизны не пропадает, даже если средняя кривизна пространства равна нулю — вклад создают сами неровности, а не общая форма.
В книге Алана Лайтмана «Грёзы Эйнштейна» время течёт по-разному в разных районах. Здесь космическая рябь делает нечто похожее: от неё зависит, как быстро расширяется каждая область, и это меняет общую картину мира.