Вселенная — это огромный, тёмный океан. Мы видим лишь светящуюся пену на его поверхности — звёзды и галактики. А в глубине скрыты две невидимые стихии: тёмная материя, которая своей гравитацией не даёт галактикам разлететься, и тёмная энергия, которая, наоборот, расталкивает само пространство, заставляя Вселенную расширяться всё быстрее. Обычно их считают независимыми, но что, если между ними есть связь — невидимый обмен, как глубинные течения, переносящие энергию от одной стихии к другой?
Новая космологическая модель, предложенная астрофизиками, как раз описывает такое «течение». Причём оно не постоянно, а осциллирует — меняет направление, словно гигантский космический маятник. Энергия перетекает от тёмной материи к тёмной энергии и обратно с определённым ритмом. Этот ритм рождается из самой физики: квантовые флуктуации (мельчайшие всплески энергии), растянутые расширением Вселенной до сверхгалактических масштабов, могут влиять на общий фон — это называют обратной реакцией сверххаббловских неоднородностей.
Чтобы проверить идею, учёные сравнили её с тремя наборами данных: картой реликтового излучения (CMB), данными о барионных акустических осцилляциях (BAO — своеобразных «отпечатках» звуковых волн в ранней Вселенной) и наблюдениями сверхновых типа Ia (эти «стандартные свечи» позволяют измерять расстояния). Оказалось, что амплитуда колебаний может быть довольно заметной — данные не запрещают такого сценария. Однако осциллирующая модель не дала статистически значимого преимущества перед стандартной ΛCDM (лямбда-си-ди-эм), где тёмная энергия — это просто космологическая постоянная. Иными словами, старый добрый океан с двумя неподвижными толщами воды пока описывает наблюдения не хуже.
Но сам факт, что «живой» обмен между тёмной материей и тёмной энергией не отвергнут, — уже результат. Это как если бы мы впервые заподозрили, что глубинные течения существуют, и научились измерять их возможную силу. Теперь, с новыми, более точными телескопами, можно будет искать уже не просто «есть ли течение», а его точный ритм и направление — и тогда, возможно, тёмный океан Вселенной станет чуть прозрачнее.
Колебания в обмене энергией между тёмными компонентами могут быть связаны с квантовыми флуктуациями, которые во время инфляции (сверхбыстрого расширения) растянулись до размеров, превышающих видимую Вселенную, и теперь «давят» на неё извне.
В романе «Тёмный лес» Лю Цысиня тёмная материя и тёмная энергия остаются загадочным фоном, но идея невидимых взаимодействий, меняющих судьбу Вселенной, вполне в духе этой работы.