Учёные получили новые свидетельства того, что тёмная энергия могла менять своё воздействие на расширение Вселенной. К такому выводу привели данные спектроскопического инструмента тёмной энергии DESI, который создаёт крупнейшую трёхмерную карту космоса. Результаты пока не достигли уровня, необходимого для подтверждения открытия, однако вновь поставили вопрос о том, могла ли тёмная энергия со временем изменяться.
Исследователи Стамбульского технического университета изучили эту возможность в рамках уже известной альтернативной теории гравитации. В работе, опубликованной в 2025 году в журнале Physical Review D, международная группа под руководством профессора Озгюра Акарсу рассмотрела ранее почти не исследовавшийся вариант математических решений. Расчёты показали, что эффективная плотность тёмной энергии в ранней Вселенной могла быть отрицательной, а позднее стать положительной.
Учёные использовали телепараллельную гравитацию f(T), которая описывает гравитацию не через искривление пространства-времени, как общая теория относительности Эйнштейна, а через особое свойство, называемое кручением. Предыдущие исследования экспоненциальной версии этой теории рассматривали в основном решения, соответствующие положительной плотности тёмной энергии. После отказа от такого ограничения специалисты обнаружили другой сценарий развития космоса, не вводя дополнительный настраиваемый параметр.
Согласно одному из вариантов, плотность тёмной энергии была отрицательной в далёком прошлом, достигла нулевого значения при красном смещении около 1,5, примерно 9,5 миллиарда лет назад, а затем стала положительной. При этом модель сохраняет те же шесть космологических параметров, что и стандартная модель ΛCDM, а отклонения от общей теории относительности подавляются в плотных областях. Это позволяет теории оставаться совместимой с точными измерениями гравитации в Солнечной системе.
Предложенный механизм может быть связан с проблемой напряжённости Хаббла — устойчивым расхождением между разными способами определения нынешней скорости расширения Вселенной. Ранее группа Акарсу разработала модель ΛsCDM, в которой знак плотности тёмной энергии меняется с отрицательного на положительный, а новая работа показывает, как такой переход может возникать естественным образом из математической структуры модифицированной гравитации. «В течение нескольких лет мы изучали сценарий, в котором тёмная энергия меняет знак, и он remarkably хорошо согласовывался с такими данными, как данные DESI. Открытым оставался вопрос о физическом механизме, который мог бы вызвать такое поведение. Поэтому мы намеренно рассмотрели ветвь известной теории гравитации, от которой ранее отказались из-за несоответствия обычному представлению о постоянной положительной плотности тёмной энергии. Изменение знака возникло непосредственно из самой теории», — заявил Акарсу.
В марте 2025 года международная группа DESI представила результаты первых трёх лет наблюдений, сопоставив их с данными о реликтовом излучении, сверхновых и слабом гравитационном линзировании. Инструмент уже завершил запланированную пятилетнюю программу, в ходе которой были изучены более 47 миллионов галактик и квазаров, однако полный массив данных ещё должен пройти проверку. Учёным предстоит выяснить, подтверждаются ли предполагаемые изменения тёмной энергии, а также проверить возможность замедления или остановки ускоренного расширения по данным о росте космических структур, искажениях в пространстве красных смещений и слабом гравитационном линзировании.