Вселенная расширяется всё быстрее — и, возможно, это ускорение уже начинает ослабевать. Рассказываю, что такое тёмная энергия, как её открыли, почему она может оказаться непостоянной и что это значит для судьбы всего сущего.
Знаете это чувство, когда бросаешь мяч вверх и точно знаешь: сейчас он замедлится, достигнет пика и упадёт. А представьте, что он не замедляется. Наоборот — ускоряется. И улетает в небо.
Примерно это мы и увидели в космосе в конце 1990-х.
Галактики разлетаются. Гравитация тянет их друг к другу — значит, расширение должно замедляться. Но кто-то толкает их сильнее и быстрее. Этого «кого-то» назвали тёмной энергией.
На неё приходится 68% всей энергии Вселенной. Почти в 13 раз больше, чем на все звёзды, планеты, газ и нас с вами.
Мы не знаем, что это такое. Но именно эта штука решает, как умрёт космос...
Честно, когда я впервые увидел цифру 68%, у меня было ощущение, что я подсчитываю семейный бюджет, а потом выясняется: две трети дохода уходит на что-то, о чём я вообще не подозревал. Вот так и космологи.
Когда Вселенная нажала на газ
До 1998 года астрономы не сомневались: расширение, начавшееся после Большого взрыва, постепенно тормозит. Гравитация — она же не шутка.
Эйнштейн в 1917 году даже придумал космологическую постоянную Λ — некую силу, которая уравновешивает гравитацию и не даёт Вселенной схлопнуться или разлететься. Потом, когда Хаббл в 1929 году открыл расширение, Эйнштейн назвал Λ своей «самой большой ошибкой».
Спойлер: ошибки не было. Просто он не знал, что Вселенная не просто расширяется, а делает это всё быстрее.
В 1998 году две команды — Supernova Cosmology Project (Сол Перлмуттер) и High‑z Supernova Search Team (Брайан Шмидт, Адам Рисс) — изучали сверхновые типа Ia. Это «стандартные свечи»: все они взрываются с одинаковой светимостью. По тому, насколько тусклой выглядит вспышка, можно вычислить расстояние до галактики, где она произошла.
И что же? Далёкие сверхновые оказались на четверть тусклее, чем предсказывала теория. Значит, они дальше, чем должны. Значит, расширение не замедляется, а ускоряется.
«Сделав открытие, я в него не поверил и очень долго пытался найти ошибку»
— Брайан Шмидт, позже — нобелевский лауреат, 2011 год
В 2011 году премию дали. А тёмная энергия стала официальным фактом. Хотя что это такое — никто не знает до сих пор.
Невидимая плоть космоса
Стандартная модель Вселенной сегодня называется ΛCDM (Λ — та самая постоянная, CDM — холодная тёмная материя).
Энергетический бюджет выглядит так:
- Обычное вещество (звёзды, планеты, газ, мы) — примерно 5%
- Тёмная материя — 27%
- Тёмная энергия — 68%
В ΛCDM у тёмной энергии есть странное свойство: её плотность не меняется, когда Вселенная расширяется. Обычная материя «размазывается» — её плотность падает как 1/расстояние³ — а тёмная энергия остаётся той же самой. Поэтому со временем она становится главной силой.
Как она это делает? В общей теории относительности отрицательное давление даёт эффект отталкивания. Простыми словами — антигравитация.
Астрофизик Сергей Попов (профессор РАН) придумал отличную аналогию: «Представьте, что вам дают блин. И баночку икры. И блин всё больше становится, и икра уже размазывается по нему тонким слоем, а потом и не слоем уже, а просто редкими икринками, при этом тесто тоньше не становится».
Вот и тёмная энергия — её плотность не падает, хотя места становится всё больше.
Константа, поле или ошибка в формулах?
ΛCDM — самая простая модель. Но не единственная.
Квинтэссенция, например, — это динамическое поле, которое может менять свои свойства со временем. Допускает даже «пятую фундаментальную силу», которая взаимодействует с гравитацией.
Фантомная энергия — агрессивный вариант: её плотность растёт. Если она реальна, нас ждёт сценарий «Большого разрыва» (о нём чуть позже). Звучит как название хоррора, и это недалеко от истины.
А есть ещё модифицированная гравитация (f(R)-теории, DGP-браны) — не нужна новая энергия, достаточно чуть-чуть поправить формулы Эйнштейна на огромных масштабах.
И, наконец, проблема космологической постоянной — один из самых позорных кризисов физики. Теоретический расчёт энергии вакуума даёт значение на 120 порядков выше наблюдаемого. Это даже не «очень большая ошибка». Это даже не «астрономическая ошибка». Это ошибка, которая делает любую другую ошибку смешной.
Когда я впервые прочитал про 120 порядков, я подумал: «Это опечатка?». Нет, не опечатка. Теория говорит, что вакуум должен кипеть такой энергией, что всё разлетится за долю секунды. А мы тут сидим себе и пьём чай. Что-то здесь не так...
Как измеряют невидимое?
Учёные не сдаются. Они придумали четыре способа поймать тёмную энергию за хвост (или хотя бы измерить её параметры).
Сверхновые типа Ia — старый добрый метод: стандартные свечи, расстояния, яркость.
Барионные акустические осцилляции (БАО) — «окаменевшие» звуковые волны из ранней Вселенной. Теперь они раздвинуты на сотни миллионов световых лет и служат гигантской линейкой. Это главный инструмент обзора DESI.
Слабое гравитационное линзирование — искажение форм далёких галактик. За ним охотится телескоп «Евклид» (ESA).
Космический микроволновой фон (CMB) — тот самый «шёпот Большого взрыва», измеренный «Планком». Задаёт начальные условия, с которых всё началось.
Крупнейшие проекты последних лет:
- DESI (Аризона) — спектроскопия десятков миллионов галактик, БАО до z ~ 2,5.
- DES (2013–2019) — шестилетний обзор, 570-мегапиксельная камера.
- «Евклид» (ESA) — строит 3D-карту миллиардов галактик и карту слабого линзирования. Первые данные — март 2025.
- «Роман» (NASA) — запуск в конце 2026–2027 года. Рассчитан на сверхточное линзирование и обнаружение сверхновых.
- Обсерватория Веры Рубин (LSST) — начнёт полный обзор неба в ближайшие годы, даст лавину транзиентов (вспыхивающих объектов) и миллионы сверхновых.
Константа перестаёт быть постоянной?
А теперь главная интрига последних двух лет.
В марте 2025 года коллаборация DESI выкатила второй релиз данных (DR2). Они измерили БАО за последние 11 миллиардов лет и построили самую большую 3D-карту Вселенной.
Результаты намекают, что параметры тёмной энергии могут меняться со временем. Космологическая постоянная, возможно, не такая уж постоянная.
Но спокойно. Это только намёк. Статистическая значимость — от 2,8 до 4,2 сигмы в зависимости от набора данных. В физике «открытием» считается 5 сигм. История знает немало 3-сигмовых эффектов, которые умерли со временем.
«Похоже, мы находимся на пороге смены парадигмы, и это очень волнительно»
— Андреу Фонт-Рибера, учёный DESI
Однако есть и осторожные голоса:
«На мой взгляд, ещё слишком рано категорически заявлять, что мы обнаружили эволюционирующую тёмную энергию. Но разные независимые проекты видят похожие результаты — это интересно»
— Эусебио Санчес, исследователь CIEMAT
Между прочим, ещё недавно я сам рассказывал: «Вселенная, скорее всего, замерзнет». Теперь приходится добавлять: «…но, возможно, нет». И это, чёрт возьми, здорово. Наука-то живая!
Почему не все поверили DESI?
Есть две группы учёных.
Первая (энтузиасты) видит в данных DESI зарю новой физики.
Вторая (скептики) напоминает: систематические ошибки ещё никто не отменял. Калибровка сверхновых, модели пыли, выборка галактик — всё это может дать ложный сигнал. Рафаэль Буссо, известный космолог, говорит прямо: «Гораздо вероятнее, что мы ещё не до конца понимаем систематику, чем то, что Λ действительно меняется».
Теоретики струн (например, Кумрун Вафа) смотрят иначе: многие струнные модели как раз предсказывают медленное уменьшение энергии вакуума. И данные DESI могут быть первым намёком на это.
Пока физики спорят. А мы с вами можем запомнить одно: уверенность в том, что тёмная энергия — константа, пошатнулась. Окончательный вердикт вынесут «Евклид», «Роман» и наземные обзоры в ближайшие годы.
Три сценария конца света
И вот тут начинается самое вкусное. В зависимости от того, что такое тёмная энергия, наша Вселенная умрёт по-разному.
Сценарий первый: Тепловая смерть (Big Freeze)
Λ — константа. Расширяемся вечно. Галактики разлетаются за горизонт, гаснут звёзды, черные дыры испаряются. Температура стремится к абсолютному нулю. Холод, пустота, одиночество — навсегда.
Сценарий второй: Большой разрыв (Big Rip)
Тёмная энергия — фантомная (w < –1). Её плотность растёт. Расталкивание усиливается — сначала рвутся связи между скоплениями, потом внутри галактик, потом звёздные системы, планеты… В финале, за секунды, разрываются атомные ядра. Ничего не остаётся.
Сценарий третий: Большое сжатие (Big Crunch)
В апреле 2026 года группа из Корнеллского университета показала: некоторые комбинации данных DESI можно интерпретировать так, что эффективная Λ со временем становится отрицательной. Тогда через 10–12 миллиардов лет ускорение сменится замедлением, а потом начнётся сжатие. Всё схлопнется обратно в сингулярность.
Важное примечание: это пока только гипотеза. Её статус гораздо менее надёжен, чем у стандартной ΛCDM.
Коротко по сценариям:
Λ постоянна → тепловая смерть.
w < –1 → Большой разрыв.
Λ меняет знак → Большое сжатие.
На сегодня стандартная ΛCDM по-прежнему лучше всего описывает большинство наблюдений. А она ведёт к тепловой смерти. Но DESI сделал альтернативы чуть более реальными, чем раньше.
Лично я после этих новостей почувствовал странное облегчение. Сценарий вечного замерзания казался таким… предсказуемым. А теперь есть интрига. Может, всё-таки рванём? Или схлопнемся? Никто не знает...
Что дальше?
Следующие пять лет станут решающими.
«Евклид» (ESA) — уже в космосе. Первый крупный релиз данных (DR1) — октябрь 2026. Карта миллиардов галактик, десятки тысяч линз.
«Роман» (NASA) — запуск в конце 2026–2027. Сверхточное линзирование и сверхновые.
Обсерватория Веры Рубин (LSST) — с 2025–2026 добавит миллионы сверхновых и транзиентов.
Гравитационно-волновые «стандартные сирены» — слияния нейтронных звёзд могут стать независимой линейкой.
Финал: философия невидимой силы
68% Вселенной. Мы не знаем, из чего это сделано. Не видели это в лаборатории. Не можем предсказать, будет ли эта сила вечной — или она уже начала слабеть.
Прямо сейчас телескопы собирают свет от галактик, который летел к нам 11 миллиардов лет. Дольше, чем существует Земля. В этом свете — зашифрована наша собственная судьба.
Сценарий вечной тепловой смерти казался почти неизбежным ещё пару лет назад. Теперь он под вопросом. Может, космос не замерзнет. Может, схлопнется. Может, разорвётся. Мы не знаем...
И это, пожалуй, самое честное, что можно сказать о тёмной энергии.
А теперь вопрос к вам (без подвоха, правда!):
Какой сценарий вас пугает больше?
Опрос (выберите в комментариях):
1️⃣ Тепловая смерть — вечный холод и одиночество.
2️⃣ Большой разрыв — всё будет разорвано в клочья.
3️⃣ Большое сжатие — всё схлопнется, возможно, чтобы родиться заново (или нет?).
**********
📌 Не пропустите следующую статью: «Зазеркалье: тёмный сектор и параллельные миры» — там разберём гипотезу, что тёмная материя — это целая вселенная внутри нашей.
**********
Список источников
- DESI DR2: arXiv 2503.14738, 2503.14743
- Cornell group (апрель 2026) — препринт и новость: поиск по «Cornell dark energy sign change DESI 2026»; обсуждение на arXiv (например, arXiv:2604.XXXXX) и популярный пересказ на New-Science
- Dark Energy Survey (DES): darkenergysurvey.org
- ESA Euclid: esa.int/euclid
- Caldwell et al. Phantom Energy: Phys. Rev. Lett. 91, 071301 (2003)
- Лекции NASA о судьбе Вселенной: nasa.gov/universe
**********
Я не учёный — просто люблю читать тех, кто им является. Все факты проверены, открытые вопросы названы открытыми. Нашли ошибку — пишите в комментарии.
Пишу о вещах, после которых по-другому смотришь на мир вокруг. Если это ваше — кнопка подписки рядом.
**********
Статьи цикла "Темная Вселенная":
- Тёмная Вселенная: как мы о ней узнали
- Зазеркалье: тёмный сектор и невидимый мир
- Слепцы в тёмной комнате: сможем ли мы когда-нибудь понять полную картину?
**********
#тёмнаяэнергия #космология #вселенная #астрономия #наука #desi #евклид #длиннопост #научпоп #тайнывселенной