Физики из Стамбульского технического университета предложили альтернативный сценарий эволюции Вселенной, в котором темная энергия в первые миллиарды лет могла иметь отрицательную плотность, а позднее изменить знак и начать ускорять космическое расширение. Модель основана на уже существующей альтернативной теории гравитации и, по мнению авторов, может помочь разобраться в некоторых противоречиях современной космологии. Однако пока это теоретическая гипотеза, которую предстоит проверить по астрономическим наблюдениям.

Другая ветвь теории гравитации

Исследователи под руководством профессора Озгюра Акарсу обратились к телепараллельной (f(T))-гравитации — альтернативе общей теории относительности Эйнштейна. В стандартной картине гравитация описывается через искривление пространства-времени. В телепараллельном подходе центральную роль играет другая геометрическая характеристика — кручение.

В рамках этой модели ученые пересмотрели математическое решение, которое обычно оставалось за пределами рассмотрения. Ранее исследователи преимущественно изучали ветвь, предполагающую положительную плотность темной энергии. Команда Акарсу решила проверить, что произойдет, если отказаться от этого ограничения.

В результате авторы получили сценарий, в котором плотность темной энергии могла быть отрицательной на ранних этапах космической истории, а затем естественным образом перейти через ноль к положительным значениям. По расчетам исследователей, перелом мог произойти примерно 9,5 миллиарда лет назад. В этой модели изменение поведения темной энергии следует из математической структуры теории и не требует введения дополнительных параметров.

Почему это связано с новыми наблюдениями

Интерес к подобным моделям усилился на фоне результатов спектроскопического прибора DESI — Dark Energy Spectroscopic Instrument. Он создает трехмерную карту распределения галактик и квазаров, позволяя исследовать историю расширения Вселенной.

Некоторые анализы данных DESI допускают, что темная энергия может меняться со временем, а не вести себя как неизменная космологическая постоянная. Но это пока не окончательный вывод: интерпретация результатов зависит от используемых моделей и сочетания разных наборов наблюдений.

Новая работа предлагает один из возможных теоретических сценариев, который можно сопоставить с космологическими данными. В частности, авторы рассчитывают, что модель поможет исследовать натяжение Хаббла — расхождение между значениями скорости расширения Вселенной, полученными разными методами.

Что еще предстоит проверить

По словам Акарсу, предложенный сценарий открывает альтернативный путь описания эволюции Вселенной в рамках уже существующей теории. При этом авторы утверждают, что рассматриваемая ветвь модели совместима с проверками гравитации в пределах Солнечной системы.

Следующий этап — проверить, насколько хорошо расчеты согласуются с полным массивом космологических наблюдений, в том числе с данными DESI. Если модель выдержит такую проверку, она может стать полезным инструментом для изучения истории расширения Вселенной и природы темной энергии.

Пока же говорить о том, что физики доказали смену знака темной энергии или решили натяжение Хаббла, рано. Работа предлагает теоретическую возможность, а не подтвержденную реконструкцию прошлого космоса. Даже если сценарий подтвердится, это не обязательно потребует пересмотра возраста Вселенной: последствия для космологических параметров еще предстоит определить.