Представьте себе мир, где звезды, планеты и галактики постоянно удаляются друг от друга, а пространство само себя растаскивает благодаря какой-то невидимой силе. Эта сила называется темной энергией, и долгое время считалось, что она постоянна и неизменна во времени. Но теперь суперкомпьютерные симуляции поставили под сомнение эту догму.
Всегда казалось очевидным, что наш мир расширяется, и причина этому — та самая темная энергия. Она действует как своего рода антигравитация, разгоняя галактики быстрее и дальше друг от друга. И вот многие годы ученым нравилась простая и понятная модель, называемая ΛCDM. Согласно ей, темная энергия стабильна и однородна повсюду и во все времена. Прекрасная картина, но осталась маленькая деталь: а вдруг эта энергия меняется?
Новые открытия подсказывают, что наши представления могут оказаться ошибочными. Современный инструмент DESI собирает карты далеких галактик и дает основания думать, что темная энергия вовсе не статична. Скорее всего, она изменяется со временем, влияя на всю структуру нашего мира.
Что произойдет, если учесть новую теорию? Чтобы разобраться, группа японских и американских ученых запустила сложнейшие расчеты на мощнейшем компьютере Fugaku. Руководителем проекта выступил профессор Томаки Исийяма из университета Чиба. Вместе с коллегами из Испании и Америки они построили модели Вселенной, сравнивая старую концепцию с двумя новыми вариантами динамической темной энергии.
Выяснилось интересное: сама по себе переменная темная энергия оказывала незначительное воздействие. Зато когда добавили новое наблюдение DESI о том, что вещество во Вселенной оказалось примерно на 10% плотнее, результат оказался потрясающим. Оказалось, что крупные структуры формировались намного раньше и активнее, чем предполагалось ранее. Количество огромных скоплений галактик выросло аж на целых 70%! Это совершенно новая история развития космоса.
Но и это еще не все. Исследователи обнаружили совпадение результатов своих моделей с поведением древних звуковых волн — так называемых барионных акустических осцилляций. Их следы помогают астрономам точно измерять расстояния в космосе. Модели показали сдвиг на 3,7%, что абсолютно согласуется с последними результатами DESI. Таким образом, точность новой концепции была подтверждена экспериментально.
Исследование выявило важную особенность: главную роль играет плотность вещества, а не динамика самой темной энергии. Правда, оба фактора вместе создают значительно лучшее понимание устройства Вселенной. В ближайшем будущем проекты вроде Subaru PFS и новый этап исследований DESI дадут больше точных измерений и позволят еще глубже проникнуть в суть вещей.
Итак, исследование подводит итог: мы находимся на пути к новым знаниям о нашем мире, и скоро сможем увидеть полную картину его развития. Понимание природы темной энергии станет следующим большим шагом человечества навстречу великой тайне Вселенной.