Самый полный на сегодняшний день каталог взрывающихся белых карликов поставил под сомнение теории о темной энергии как о неизменной силе, расширяющей Вселенную. Вместе с тем, космологи не спешат с выводами, ибо точность их расчетов составила порядка 3σ при золотом стандарте в науке в пять сигм.
Большая международная команда собрала и объединила в базу данных информацию о 2884 сверхновых типа Ia — именно их используют в качестве «стандартных свечей» для измерения космических расстояний.
«Мы пересобрали три десятилетия астрономических наблюдений в единую, внутренне согласованную систему. Мы объединили наши данные с другими космологическими измерениями, включая реликтовое излучение Большого взрыва и карты распределения галактик в пространстве. Вместо подтверждения стандартной космологической модели, в которой темная энергия считается неизменной, мы получили дополнительные свидетельства того, что она может меняться со временем», — пояснил космолог Райан Камиллери из Квинслендского университета.
Новый каталог объединяет исторические измерения с данными обзора Dark Energy Survey (DES), опубликованными в 2024 году. Чтобы унифицировать информацию, старые наблюдения были заново проанализированы с применением современных методов.
«За эти годы мы значительно лучше изучили поведение сверхновых, поэтому смогли вернуться к более старым данным и применить к ним это улучшенное понимание. Проделана огромная работа по согласованию наблюдений с разных телескопов, обладающих разными возможностями, а также по учету таких факторов, как космическая пыль и масса галактик-хозяев, которые могут искажать свет, идущий от сверхновой. Учли также более тонкие эффекты, в частности гравитационное линзирование — искривление и усиление света массивными объектами на его пути от сверхновой к Земле», — рассказал Камиллери.
Результаты анализа выложены в одном препринте на arXiv, измерения массы галактик-хозяек — в другом. Из расчетов следует, что 7–8 миллиардов лет назад темная энергия была слабее нынешней примерно на 14% — и это не стало новостью для ученых.
«Наши данные по сверхновым, полученные в рамках DES в 2024 году, уже давали основания предположить изменения темной энергии со временем. И этот новый, расширенный каталог также демонстрирует отклонение от стандартной модели, хотя и в несколько ином направлении. Кроме того, похожие результаты получил инструмент DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), который в своих наблюдениях за реликтовыми звуковыми волнами ранней Вселенной также обнаружил признаки изменчивости темной энергии. Таким образом, два совершенно независимых измерения указывают на возможную временну́ю эволюцию темной энергии, что ставит под сомнение стандартную модель, утверждающую ее неизменность. Все эти исследования, возможно, также содержат ключ к объяснению того, как гравитация и квантовая физика согласуются друг с другом. Мы знаем, что обе эти теории блестяще работают в своих областях, и если нам удастся их объединить, это станет огромным шагом вперед для теоретической физики», — уверена профессор Тамара Дэвис.
В будущем к этому каталогу будут добавлены данные новых обзоров, включая программу DEBASS (Dark Energy Bedrock All-Sky Supernova), которая уже регистрирует сотни сверхновых, расположенных значительно ближе к Земле, чем те, что наблюдались в рамках DES.