Почему Вселенная расширяется с разной скоростью: разгадка на качелях ✛

Оригинал: "Unified dark sector approaches to cosmological tensions"

arXiv:2607.27515v1 · 2026-07-29 · CC BY 4.0 · 1 мин

Одно поле, меняющее массу невидимого вещества, объясняет и ранний толчок, и поздний обман зрения в расширении Вселенной.

Качели качаются сами — кто-то невидимый перекладывает груз. Примерно так работает наша Вселенная. Её расширение измеряют двумя способами: по древнему свету (реликтовому излучению) и по близким звёздам. Числа не сходятся. Разница — 9%. Почему?

Всё дело в тёмной материи (невидимом веществе, из которого состоит большая часть массы галактик). Обычно её считают постоянной, но масса её частиц может меняться. Управляет этим одно поле — как пружина на качелях. Когда Вселенной было 50 тысяч лет, плотности излучения и вещества сравнялись. Поле дёрнулось, создав пик энергии. Это сжало звуковой горизонт — и выводимая скорость расширения выросла.

Позже, вблизи нашего времени, поле снова пришло в движение. Масса частиц тёмной материи менялась, и астроном, не зная этого, увидел «фантомный мираж» — будто тёмная энергия (загадочная сила, расталкивающая Вселенную) нарушает законы. На деле всё в порядке. А ещё в прошлом масса была меньше, что замедлило рост галактик и решило проблему S8 (несоответствие в скученности материи).

Пик энергии в ранней Вселенной мог достигать 10% от всей плотности. Это как энергия чайной ложки вещества, размазанная по кубическому километру.

Так одна пружина объясняет сразу три загадки. Она срабатывает в нужные моменты сама, без подгонки.

Весь граф →

Если бы масса частиц тёмной материи в ранней Вселенной была вдвое больше современной, пик эффективной тёмной энергии мог бы достигать 10% от общей плотности — примерно как энергия, запасённая в чайной ложке вещества по формуле E=mc², но размазанная по кубическому километру пространства.

Идея переменной массы тёмной материи перекликается с концепцией «поля морфогенетического резонанса» из романов Грега Бира, где фундаментальные константы эволюционируют, а также с «тёмным лесом» Лю Цысиня, где законы физики могут быть локально изменены взаимодействием скрытых секторов.

\rho_{\mathrm{de}} = \rho_{\phi} + \rho_{\mathrm{dm}} - \rho_{\mathrm{dm},0} a^{-3}

Наблюдатель, считающий массу частиц тёмной материи постоянной, припишет избыток или недостаток плотности дополнительной компоненте — эффективной тёмной энергии.

w_{\mathrm{de}} = \frac{\frac{1}{2}\dot{\phi}^2 - V(\phi)}{\frac{1}{2}\dot{\phi}^2 + V(\phi) + \left[\frac{m(\phi)}{m(\phi_0)} - 1\right] \rho_{\mathrm{dm},0} a^{-3}}

Если масса в прошлом была меньше современной (m(φ) < m(φ₀)), знаменатель уменьшается, и эффективное w_de может стать меньше –1 — фантомный мираж.

\Omega_{\mathrm{de}}^{\max} \approx \mathcal{O}\left(\frac{1-r}{2} \left[\frac{m(\phi_i)}{m(\phi_0)} - 1\right]\right)

Высота раннего всплеска энергии определяется отношением масс тёмной материи в начальный момент и сегодня, а также долей барионов r = Ω_b/Ω_m.

Учёные

Adam Riess Brian Schmidt Edwin Hubble Georges Lemaître Maarten Schmidt Saul Perlmutter

Понятия

тёмный сектор ранняя тёмная энергия модель взаимодействия модель ЭКДМ квантовые космологические неоднородности дилатон ускорение и замедление расширения Вселенной рост структуры квартэссенция формирование крупномасштабной структуры Вселенной космологическая постоянная доменные стенки фриц цвикки пространство де Ситтера многополевая инфляция слабое гравитационное линзирование евклид лямбда-CDM плотность вещества детектирование аксионов

Я автор

Почему Вселенная расширяется с разной скоростью: разгадка на качелях ✛