Ученые продолжают искать объяснение ускоренному расширению Вселенной, которое связывают с темной энергией. В стандартной космологической модели ее свойства считаются неизменными, однако новые наблюдения заставляют проверить это предположение. Объединив данные о почти трех тысячах сверхновых, исследователи обнаружили дополнительные признаки возможных изменений темной энергии со временем. О том, почему наблюдения за взрывающимися звездами могут изменить представления о Вселенной, — в материале «Известий».

Международная команда под руководством ученых Школы математики и физики Квинслендского университета объединила наблюдения за 2884 сверхновыми типа Ia. Эти взрывы белых карликов используют для измерения расстояний в космосе и изучения истории расширения Вселенной. Сводная база объединила данные, собранные за 30 лет.

По словам аспиранта Райана Камиллери, работа позволила привести многолетние астрономические наблюдения к единой системе и получить наиболее подробную картину изменений космического расширения. Исследователи также сопоставили данные о сверхновых с другими космологическими измерениями, включая реликтовое излучение Большого взрыва и карты распределения галактик.

Райан Камиллери

Мы объединили данные астрономических наблюдений за 30 лет в единую, непротиворечивую систему. Мы объединили наши данные с другими космическими измерениями, включая реликтовый свет от Большого взрыва и карты распределения галактик в космосе.

По его словам, результаты не просто подтверждают стандартную космологическую модель, в которой темная энергия считается постоянной и неизменной, а дают дополнительные основания предполагать, что ее свойства могут меняться со временем. Работа опубликована в журнале Science Daily.

В новую базу вошли исторические измерения сверхновых и результаты проекта Dark Energy Survey (DES), опубликованные в 2024 году. Чтобы данные, полученные в разные годы, можно было корректно сравнивать, исследователи повторно проанализировали прежние наблюдения с использованием обновленных методов обработки.

Ученые учли, что телескопы, с помощью которых собирали данные, различаются по своим возможностям. На измерения также влияют космическая пыль и масса галактик, способные изменять свет далеких сверхновых. Кроме того, исследователи включили в анализ гравитационное линзирование — искривление и усиление света под действием гравитации массивных объектов на пути от сверхновой к Земле.

Камиллери отметил, что за прошедшие годы ученые узнали больше о поведении сверхновых и смогли применить эти знания к более ранним наблюдениям. Это позволило повысить согласованность и точность измерений, собранных на протяжении нескольких десятилетий.

В стандартной космологической модели темная энергия рассматривается как постоянная характеристика Вселенной. Однако результаты наблюдений за сверхновыми за 2024 год уже указывали на возможные изменения ее свойств. Новая объединенная база также показала отклонение от стандартной модели, хотя и несколько в другом направлении.

Астрофизик Тамара Дэвис отметила, что дополнительный интерес к результатам связан с данными другого независимого проекта — Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Он изучает реликтовые звуковые волны ранней Вселенной, и его результаты тоже содержат признаки возможных изменений темной энергии.

Тамара Дэвис

Наши данные о сверхновых из DES в 2024 году впервые показали признаки того, что темная энергия может меняться со временем. Новая объединенная выборка также демонстрирует отклонение от стандартной модели, хотя и несколько в другом направлении.

Исследовательница подчеркнула, что два независимых набора измерений указывают на возможную изменчивость темной энергии. При этом результаты не совпадают в точном характере отклонения от стандартной модели. Поэтому они дают основания для дальнейшей проверки гипотезы, но не означают, что изменчивость темной энергии уже доказана.

Исследователи планируют расширять базу по мере появления новых данных. Один из источников — программа Dark Energy Bedrock All-Sky Supernova (DEBASS), которая выявляет сотни сверхновых на меньших расстояниях от Земли, чем объекты, изученные в рамках Dark Energy Survey. Новые наблюдения позволят дополнить измерения и проверить, действительно ли темная энергия меняется по мере эволюции Вселенной.

Изучение темной энергии может иметь значение и для других вопросов теоретической физики. По словам Дэвис, эти исследования потенциально могут помочь разобраться, как согласовать гравитацию с квантовой физикой. Работа предлагает новые свидетельства в пользу возможной изменчивости темной энергии, но окончательный вывод потребует дальнейших наблюдений и проверки полученных результатов.