Темна енергія може змінюватися, згідно з дослідженням 3 000 наднових зірок

Каталог з 2 884 наднових типу Ia, в поєднанні з спостереженнями DES та результатами DESI, пропонує нові сигнали того, що темна енергія може змінюватися з часом і ставить під сумнів стандартну модель космології.

• Аналіз наднових типу Ia виявляє ознаки того, що темна енергія не є сталою.
• Результати доповнюють незалежні спостереження з Dark Energy Survey та Dark Energy Spectroscopic Instrument.
• Нові дані можуть допомогти вивчити зв'язок між гравітацією Ейнштейна та квантовою фізикою, хоча сигнал поки що не є остаточним підтвердженням.

Каталог з 2 884 наднових типу Ia пропонує нові сигнали того, що темна енергія може еволюціонувати. Цей таємничий компонент пояснює, в рамках домінуючої космологічної моделі, прискорення розширення всесвіту, але новий аналіз припускає, що його вплив не обов'язково залишається незмінним з минулого до сьогодення.

Робота реконструювала три десятиліття астрономічних спостережень під єдиною рамкою та поєднала їх з вимірюваннями Dark Energy Survey, а також даними про реліктове світло Великого вибуху та розподіл галактик. Згідно з дослідниками, результат не підтверджує повністю стандартну модель, яка припускає постійну та незмінну темну енергію, а скоріше надає додаткові докази на користь можливого тимчасового варіювання.

Наднові як космічні правила

Наднові типу Ia є особливо цінними, оскільки їх вибухи виробляють достатню кількість світла, щоб функціонувати як стандартні свічки. Порівнюючи очікувану яскравість з яскравістю, що спостерігається з Землі, астрономи можуть оцінити космічні відстані та вивчити, наскільки розширився всесвіт під час проходження цього світла.

Походження цих вибухів пов'язане з білими карликами, компактними залишками, які залишаються, коли зірки з масою, подібною до маси Сонця, вичерпують паливо для злиття. У самотній зірці цей залишок зазвичай представляє кінець процесу, але супутник у подвійній системі може повністю змінити її долю, надаючи матеріал білому карлику.

Важлива частка зірок, подібних до Сонця, є частиною подвійних систем. Коли обидві зірки знаходяться достатньо близько, білий карлик може накопичувати матеріал від свого супутника. У певних сценаріях цей процес може спровокувати термоядерний вибух типу Ia, хоча деталі систем-попередників все ще є предметом дослідження.

Раян Каміллері, учасник команди з Університету Квінсленда, пояснив, що дослідники змогли застосувати до старих спостережень більш точне розуміння поведінки цих наднових. Це перегляд дозволив порівняти дані, отримані різними телескопами, та зменшити помилки, які можуть спотворити висновки про відстані, червоне зміщення та космічне розширення.

Сигнал, що кидає виклик стандартній моделі

Аналіз враховував фактори, які впливають на світло наднової перед тим, як воно досягне Землі, такі як космічний пил та маса галактики-господаря. Також було враховано гравітаційне лінзування, ефект, який викривляє та може підсилювати світло, коли воно проходить через області, близькі до масивних об'єктів, з метою побудувати більш послідовне порівняння між спостережуваними подіями.

Дослідження доповнює результати, опубліковані в 2024 році Dark Energy Spectroscopic Instrument, відомим як DESI, який також виявив ознаки змінної темної енергії, вивчаючи акустичні хвилі, залишені раннім всесвітом. Важливість порівняння полягає в тому, що два підходи спостерігають різні явища і, тим не менше, вказують на можливе відхилення від постійної темної енергії.

Команда також порівняла свої вимірювання з результатами Dark Energy Survey, дані про наднові з якого, опубліковані у 2024 році, показали ознаки того, що темна енергія може змінюватися з часом. Ця компіляція спостерігає відхилення від стандартної моделі в трохи іншому напрямку, тому все ще необхідно вирішити різниці між наборами даних.

Збіг не є остаточним підтвердженням того, що темна енергія змінюється, оскільки космологічні вимірювання залежать від калібрувань, моделей і джерел невизначеності. Однак результати DES, DESI та нового каталогу залишають відкритою можливість того, що темна енергія не зберігає точно таку ж вплив протягом всієї космічної історії.

Що може змінитися у фізиці

Визначення природи темної енергії може мати наслідки, які виходять за межі пояснення прискореного розширення всесвіту. Дослідження припускає, що проблема також може надати підказки про те, як з'єднати загальну теорію відносності Альберта Ейнштейна, яка описує гравітацію в масштабах, з квантовою фізикою, яка пояснює поведінку матерії та енергії на субатомних масштабах.

Обидві теорії продемонстрували величезну прогностичну здатність у своїх відповідних сферах, але вчені все ще не мають повної теорії квантової гравітації. Якщо еволюція темної енергії виявить фізичну структуру, яка не вписується в сучасні пояснення, це може відкрити шлях для вивчення цього невирішеного зв'язку між гравітацією та квантовою механікою. Поки що це теоретична можливість, а не наслідок, підтверджений новим каталогом.

Наступний етап частково залежатиме від розширення каталогу наднових типу Ia та покращення узгодженості між спостереженнями, проведеними різними інструментами. Програма Dark Energy Bedrock All-Sky Supernova, відома як DEBASS, виявляє сотні додаткових локальних наднових, зразок, який може допомогти перевірити розбіжності, спостережені DES, DESI та аналізом наднових.

Поки що основний висновок полягає не в тому, що стандартна модель була відкинута, а в тому, що її припущення про незмінну темну енергію стикається з дедалі більшим тиском. Більше даних дозволить встановити, чи сигнали відображають реальну властивість всесвіту, обмеження в вимірюваннях або комбінацію обох факторів.

Цей контент надано лише для загальних інформаційних цілей і не є фінансовою, інвестиційною, юридичною чи податковою консультацією. Події, нагороди, онлайн-акцій або пов’язану інформацію, згадана тут, не слід розглядати як рекомендацію, прохання чи запрошення до купівлі, продажу, торгівлі чи інших операцій з криптоактивами. Криптоактиви є дуже волатильними та можуть призвести до збитків. Доступність послуг, продуктів WEEX та пов’язаних із ними подій може відрізнятися залежно від регіону. Ви несете відповідальність за забезпечення відповідності вашої участі чинному місцевому законодавству та нормативним актам.