Судьба Вселенной зависит от баланса между материей и темной энергией: фундаментального ингредиента, который управляет ее ускоряющимся расширением. Новые результаты сотрудничества Dark Energy Spectroscopic Instrument ( DESI ) используют самую большую трехмерную карту нашей Вселенной, когда-либо созданную для отслеживания влияния темной энергии за последние 11 миллиардов лет. Исследователи видят намеки на то, что темная энергия, широко считающаяся «космологической константой», может со временем эволюционировать неожиданным образом.
DESI — это международный эксперимент, в котором принимают участие более 900 исследователей из более чем 70 учреждений по всему миру, и который курируется Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли Министерства энергетики США (Berkeley Lab). Сегодня участники коллаборации поделились своими выводами в нескольких статьях , которые будут опубликованы в онлайн-репозитории arXiv и в презентации на Глобальном саммите по физике Американского физического общества в Анахайме, Калифорния.
«То, что мы видим, глубоко интригует», — сказала Алекси Леото-Харнетт, сопредседатель DESI и профессор Калифорнийского университета в Санта-Крусе. «Волнующе думать, что мы можем находиться на пороге важного открытия в области темной энергии и фундаментальной природы нашей Вселенной ».
Взятые отдельно, данные DESI согласуются с нашей стандартной моделью Вселенной: Lambda CDM (где CDM — холодная темная материя, а Lambda представляет собой простейший случай темной энергии, где она действует как космологическая константа). Однако в сочетании с другими измерениями появляется все больше признаков того, что влияние темной энергии может ослабевать со временем и что другие модели могут подходить лучше.
Эти другие измерения включают свет, оставшийся от зарождения Вселенной ( реликтовое космическое излучение), взрывающиеся звезды (сверхновые) и то, как свет от далеких галактик искажается под действием гравитации (слабое линзирование).
«Мы руководствуемся бритвой Оккама, и самое простое объяснение тому, что мы видим, — это сдвиг», — сказал Уилл Персиваль, сопредседатель DESI и профессор Университета Ватерлоо. «Все больше становится похоже на то, что нам, возможно, придется модифицировать нашу стандартную модель космологии, чтобы эти разные наборы данных имели смысл вместе, — и эволюционирующая темная энергия кажется многообещающей».
До сих пор предпочтение эволюционирующей темной энергии не достигло «5 сигм», золотого стандарта в физике, который представляет собой порог для открытия. Однако различные комбинации данных DESI с наборами данных CMB, слабого линзирования и сверхновых варьируются от 2,8 до 4,2 сигм. (Событие с 3 сигмами имеет 0,3% шанс быть статистической случайностью, но многие события с 3 сигмами в физике исчезли с появлением новых данных.) Анализ использовал технику, чтобы скрыть результаты от ученых до самого конца, смягчая любые неосознанные предубеждения относительно данных.
«Мы занимаемся тем, что позволяем Вселенной рассказывать нам, как она работает, и, возможно, Вселенная говорит нам, что она сложнее, чем мы думали», — сказал Андрей Кучеу, научный сотрудник-постдокторант в лаборатории Беркли и сопредседатель рабочей группы DESI Lyman-alpha, которая использует распределение межгалактического водородного газа для картирования далекой Вселенной. «Это интересно и придает нам больше уверенности, когда мы видим, что множество различных линий доказательств указывают в одном направлении».
DESI — одно из самых обширных исследований космоса, когда-либо проводившихся. Этот современный инструмент одновременно фиксирует свет от 5000 галактик. DESI установлен на 4-метровом телескопе Николаса У. Мейолла Национального научного фонда США в Национальной обсерватории Китт-Пик (программа NSF NOIRLab) в Аризоне. Эксперимент в настоящее время находится на четвертом из пяти лет наблюдения за небом, и к моменту завершения проекта планируется измерить около 50 миллионов галактик и квазаров (крайне далеких, но ярких объектов с черными дырами в ядрах).
