Ճապոնիայի Չիբայի համալսարանի հետազոտողները, Իսպանիայի և ԱՄՆ-ի գործընկերների հետ միասին, իրականացրել են կոսմոլոգիական ամենախոշոր մոդելավորումներից մեկը՝ ստուգելու «դինամիկ մութ էներգիայի» վարկածը: Այս կոնցեպտը ենթադրում է, որ Տիեզերքի արագացված ընդլայնումը պայմանավորված է ոչ թե հաստատուն մեծությամբ, այլ ժամանակի ընթացքում փոփոխվող էներգիայով: Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Physical Review D (PRD) ամսագրում:

Մինչ այժմ ստանդարտ կոսմոլոգիական մոդելը՝ ΛCDM-ը, մութ էներգիան դիտարկում էր որպես անփոփոխ մեծություն, որը կազմում է Տիեզերքի ընդհանուր էներգիայի մոտ 68%-ը: Սակայն DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) միջազգային հետազոտության տվյալները ցույց են տվել նրա հատկությունների հնարավոր փոփոխություններ, ինչը գիտնականներին ստիպել է վերանայել ընդունված տեսությունները:

Fugaku սուպերհամակարգիչը և էվոլյուցիայի երեք սցենար

Վարկածը ստուգելու համար գիտնականներն օգտագործել են ճապոնական Fugaku սուպերհամակարգիչը, որն աշխարհի ամենաարդյունավետներից մեկն է: Նրանք մոդելավորել են Տիեզերքի էվոլյուցիան երեք տարբերակով.

  • Ստանդարտ ΛCDM մոդել՝ հաստատուն մութ էներգիայով:
  • Մոդել դինամիկ մութ էներգիայով, որը փոփոխվում է ժամանակի ընթացքում:
  • Թարմացված մոդել, որը հաշվի է առնում DESI-ի տվյալներից ստացված ճշգրտված պարամետրերը:

Մոդելավորումը ցույց է տվել, որ մութ էներգիայի դինամիկան չափավոր ազդեցություն է ունենում կոսմիկ կառուցվածքների ձևավորման վրա, ինչպիսիք են գալակտիկաների կույտերը: Սակայն, հաշվի առնելով DESI-ի տվյալներով նշված ավելի բարձր նյութի խտությունը, տարբերությունները դառնում են զգալի: Վաղ Տիեզերքում ձևավորվել է մինչև 70% ավելի մեծ զանգվածով գալակտիկաների կույտեր, քան կանխատեսում է ստանդարտ մոդելը:

Բացի այդ, հետազոտողները գրանցել են բարիոնային ակուստիկ տատանումների (BAO) գագաթի տեղաշարժ՝ նյութի բաշխման հետ կապված հիմնական ցուցիչ, գրեթե 4%-ով դեպի ավելի փոքր մասշտաբներ: Այս դիտարկումը համընկնում է DESI-ի արդյունքների հետ և ավելի լավ է համապատասխանում Տիեզերքում գալակտիկաների կլաստերիզացիայի իրական պատկերին:

Հիմնական գործոն. ոչ միայն մութ էներգիան

Հետազոտության ղեկավար Տոմոակի Իսիյաման ընդգծել է, որ Տիեզերքի զարգացման վրա վճռական ազդեցություն են ունենում ոչ միայն մութ էներգիայի փոփոխությունները, այլև ճշգրտված կոսմոլոգիական պարամետրերը, ինչպիսին է նյութի խտությունը: «Մեր մոդելները ցույց են տալիս, որ Տիեզերքի կառուցվածքը զգայուն է այդ պարամետրերի նկատմամբ: Դինամիկ մութ էներգիան, DESI-ի տվյալների հետ միասին, տալիս է իրականությանը ավելի մոտ պատկեր», - նշել է նա:

Հեռանկարներ. նոր հետազոտություններ և մոդելների ճշգրտում

Գիտնականները հաշվարկում են, որ ապագա դիտարկումները, ներառյալ Subaru Prime Focus Spectrograph (PFS) նախագիծը և DESI-ի շարունակությունը, կտրամադրեն ավելի շատ տվյալներ վարկածը ստուգելու համար: Այդ հետազոտությունները կօգնեն ճշգրտել մութ էներգիայի պարամետրերը և որոշել, արդյոք այն իսկապես դինամիկ է: Եթե վարկածը հաստատվի, դա կարող է հեղաշրջել Տիեզերքի էվոլյուցիայի մասին պատկերացումները և պահանջել վերանայել ΛCDM մոդելը:

Հակիրճ…

Չիբայի համալսարանի գիտնականները Fugaku սուպերհամակարգչով ցույց են տվել, որ մութ էներգիան կարող է լինել դինամիկ՝ փոփոխվելով ժամանակի ընթացքում: Մոդելավորումը բացահայտել է, որ DESI-ի տվյալներով վաղ Տիեզերքում ձևավորվել է 70%-ով ավելի շատ գալակտիկաների կույտեր, իսկ բարիոնային տատանումների գագաթը տեղափոխվել է 4%-ով: Սա հաստատում է, որ Տիեզերքի կառուցվածքը կախված է ոչ միայն մութ էներգիայից, այլև նյութի խտությունից: Subaru PFS-ի և DESI-ի նոր հետազոտությունները կօգնեն պարզել, թե արդյոք մութ էներգիան փոփոխվում է, ինչը կարող է փոխել կոսմոլոգիան: