Надежды астрофизиков на то, что темная энергия меняет свои свойства со временем и Вселенной срочно нужна «новая физика», похоже, придется отложить. Новый строгий кросс-чек данных показал, что ускоренное расширение космоса по-прежнему отлично описывается старой доброй космологической постоянной Эйнштейна, а все недавние аномалии — скорее всего, лишь статистические погрешности и ошибки калибровки телескопов.
На протяжении последних десятилетий космологи жили в уютной, хоть и слегка пугающей парадигме Стандартной космологической модели (ΛCDM). В ней наша Вселенная примерно на 68% состоит из темной энергии — таинственной субстанции, которая заставляет пространство растягиваться с ускорением. Буква «Лямбда» (Λ) в названии означает космологическую постоянную. Это значит, что плотность темной энергии абсолютна и неизменна: она была такой миллиарды лет назад, остается такой сейчас и будет такой всегда, пока Вселенная не замерзнет в холодной бесконечности.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Скучно? Безусловно. Поэтому, когда в последние годы коллаборации DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) и DES (Dark Energy Survey) выкатили новые массивные карты распределения галактик, научный мир затаил дыхание.
Анализируя барионные акустические осцилляции (гигантские звуковые волны, застывшие в распределении материи со времен ранней Вселенной) и свечение далеких сверхновых, ученые наткнулись на интригующую аномалию. Данные намекали, что темная энергия эволюционирует — ее влияние со временем, возможно, ослабевает. Статистическая значимость этого намека в некоторых комбинациях данных доходила до 4 сигма (почти уровень официального открытия). Научная пресса тут же запестрела заголовками о «квинтэссенции», модифицированной гравитации и о том, что Вселенную в итоге может ждать не бесконечное расширение, а «Большое сжатие» (Big Crunch).
Но, как это часто бывает в астрофизике, праздник испортили зануды с калькуляторами.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review D, физики решили провести независимый «тест на согласованность» (consistency check) тех самых данных, которые вызвали переполох.
Суть проблемы кроется в методологии. Громкие выводы об эволюционирующей темной энергии строились на объединении нескольких разных наборов данных. Ученые брали барионные акустические осцилляции (BAO), добавляли к ним параметры реликтового излучения, а сверху приправляли это данными от сверхновых типа Ia (которые работают как «стандартные свечи» для измерения расстояний). Именно когда всю эту солянку свалили в один котел, базовая модель ΛCDM начала трещать по швам, уступая место динамическим моделям темной энергии.
Новые авторы задались логичным вопросом: а что, если наборы данных просто плохо откалиброваны относительно друг друга?
Исследователи применили строгие тесты, которые позволяют оценивать данные независимо от конкретной космологической модели (в частности, анализировалось соотношение двойственности космических расстояний — CDDR). Этот метод работает как детектор лжи для телескопов: он математически связывает фотометрические и угловые расстояния. Если правило нарушается, значит, в данных есть «мусор».
И результаты оказались отрезвляющими. Как только вы начинаете требовать жесткой согласованности между измерениями светимости сверхновых и акустическими осцилляциями на одних и тех же красных смещениях, все доказательства «эволюции» темной энергии рассыпаются в пыль.
Если вычистить систематические погрешности, данные вновь идеально ложатся в стандартную модель ΛCDM, где темная энергия — это строгая константа. А те самые «волнующие отклонения», на которые молились теоретики, скорее всего, вызваны неучтенными земными (точнее, астрономическими) проблемами. Это может быть космическая пыль, искажающая свет сверхновых, нюансы в калибровке инструментов или артефакты при сшивании данных из разных эпох.
Это классический сюжет для современной науки. Ученые видят трещину в Стандартной модели, готовятся к долгожданной революции, пишут сотни статей о свойствах неизвестных скалярных полей, а потом приходит очередная проверка и сухо констатирует: проблема не во Вселенной, проблема в погрешности измерений.
Окончательный вердикт этому спору, вероятно, вынесут инструменты следующего поколения — например, строящаяся Обсерватория имени Веры Рубин (LSST), которая начнет собирать беспрецедентные объемы космологических данных уже совсем скоро. Но пока Альберт Эйнштейн снова может спать спокойно: космологическая постоянная, которую он когда-то назвал своей «величайшей ошибкой», все еще остается лучшим и самым точным объяснением того, как работает наша Вселенная.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Как темная энергия навсегда изменила космологию
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.