Тёмная энергия меняется со временем? Что на самом деле показали данные обзора DESI

В 1998 году две независимые команды астрономов изучали далёкие сверхновые типа Ia, взрывы белых карликов, которые светят настолько предсказуемо, что по их яркости можно вычислить расстояние до галактики. Свет от далёких взрывов оказался слабее расчётного. Единственное разумное объяснение: галактики удаляются друг от друга быстрее, чем должны при обычном гравитационном торможении. Расширение Вселенной ускоряется. За это открытие Сол Перлмуттер, Брайан Шмидт и Адам Рисс получили Нобелевскую премию по физике 2011 года.

Причину ускорения назвали тёмной энергией и с тех пор в стандартной модели космологии, Лямбда-CDM, считают её постоянной: сколько бы ни расширялось пространство, плотность этой субстанции не меняется. Три года наблюдений нового обзора неба DESI поставили под вопрос не сам факт ускорения, а именно его постоянство. Отдельная, независимая и куда более спорная линия исследований пошла дальше и усомнилась в ускорении как таковом. В популярных пересказах эти две истории часто сливаются в одну, хотя это разные результаты, разные данные и разная степень надёжности.

Как измеряют то, чего никто не видел

Тёмную энергию нельзя поймать в детектор: она проявляется только через своё действие на геометрию пространства. Меряют её косвенно, через отпечаток, который сохранила ранняя Вселенная.

Через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва горячая плазма то и дело выпускала звуковые волны, которые расходились в разные стороны, как круги от брошенного в воду камня. Когда Вселенная остыла настолько, что вещество и свет разделились, эти волны замёрзли на месте. С тех пор в распределении галактик по небу сохраняется характерное предпочтительное расстояние, около полумиллиарда световых лет: эхо тех самых волн. Этот отпечаток называют барионными акустическими осцилляциями, сокращённо BAO, и используют как линейку известной длины. Если знать, каким этот отрезок был в момент застывания, и увидеть, каким он выглядит на разных расстояниях от нас сегодня, можно восстановить, как менялась скорость расширения пространства на всём пути от той эпохи до наших дней.

Именно такую линейку прикладывает к небу DESI, Dark Energy Spectroscopic Instrument: не отдельный телескоп, а инструмент на 4-метровом телескопе Мэйалла в обсерватории Китт-Пик в Аризоне. Пять тысяч роботизированных оптоволоконных позиционеров одновременно наводятся на пять тысяч галактик и квазаров и снимают с каждого спектр, по которому вычисляется расстояние до объекта. Обзор стартовал в 2021 году с целью построить трёхмерную карту из десятков миллионов галактик.

Что показали три года наблюдений DESI

Второй релиз данных обзора, DR2, обобщает первые три года работы и включает более 14 миллионов галактик и квазаров, использованных как метки для измерения BAO-линейки на разных расстояниях. Результаты опубликованы в марте 2025 года коллаборацией DESI и в обновлённом виде вышли в Physical Review D.

Сами по себе BAO-измерения неплохо согласуются с простой Лямбда-CDM, но есть нестыковка: параметры, которые предпочитает BAO, расходятся с параметрами, полученными из анализа реликтового излучения, с умеренной значимостью 2,3 сигма. Это расхождение ослабевает, если разрешить тёмной энергии не быть строго постоянной, а описать её уравнением состояния с двумя параметрами, w0 и wa. Уравнение состояния показывает, насколько отталкивающее давление тёмной энергии отличается от давления классической космологической константы Эйнштейна, для которой это значение всегда и везде равно минус единице. Такая модель с переменным w предпочтительнее простой Лямбда-CDM на 3,1 сигма для комбинации BAO и данных о реликтовом излучении, а с добавлением каталогов сверхновых значимость меняется в диапазоне от 2,8 до 4,2 сигма в зависимости от того, какой именно набор сверхновых берётся для анализа. Предпочтительная область параметров такова, что в прошлом отталкивающее действие тёмной энергии, судя по всему, было сильнее, чем предсказывает константа, а сейчас слабеет.

Порог, который физики традиционно считают открытием, составляет 5 сигма, и DESI до него не дотягивает ни в одной из комбинаций данных. Это статистически заметное отклонение от простейшей модели, а не доказанный факт переменной тёмной энергии. Сама коллаборация формулирует осторожно: если в данных нет неучтённой систематической ошибки, стандартная модель испытывает серьёзное давление, а эволюционирующая тёмная энергия — один из возможных выходов.

Стареющие сверхновые: независимый сигнал или методическая ошибка

Пока DESI прощупывал реликтовое излучение и крупномасштабную структуру, другая команда, из университета Йонсе в Корее, зашла со стороны тех самых сверхновых, на которых в 1998 году всё началось. Их идея: яркость сверхновой Ia после стандартной калибровки может зависеть не только от расстояния, но и от возраста звезды-предшественника, а эту зависимость принятые методы учитывают не полностью.

В работе 2025 года на выборке из более чем 300 галактик-хозяев сверхновых, вплоть до красного смещения около 0,4, команда астрономов из Йонсейского университета (Chul Chung, Young-Wook Lee и соавторы) нашла корреляцию между возрастом звёздного населения хозяйской галактики и остаточной яркостью сверхновой значимостью, близкой к 5,5 сигма. Поправка на массу галактики, которую обычно применяют в таких расчётах, эту зависимость почти не убирает, потому что возраст звёзд и масса галактики со временем меняются по-разному.

В следующей статье, опубликованной в конце 2025 года (первым автором значится Junhyuk Son), та же группа исправила каталог сверхновых с учётом возрастной поправки и получила датасет, который теснее совпадает с той самой переменной моделью w0waCDM, что предпочитает DESI по BAO и реликтовому излучению. При объединении всех трёх зондов, сверхновых, BAO и реликтового излучения, авторы получили расхождение с постоянной тёмной энергией более 9 сигма, заметно сильнее, чем у самой DESI, и заявили, что современная Вселенная, возможно, вообще не ускоряется, а тёмная энергия меняется быстрее, чем показывает базовый анализ DESI. Это уже не совпадение по касательной, а прямая, куда более радикальная заявка, построенная поверх результата DESI, а не независимо от него.

Нобелевские лауреаты нашли ошибку. Спор не закончен

В январе 2026 года вышел ответ семнадцати авторов, включая нобелевских лауреатов Адама Рисса и Брайана Шмидта, тех самых, что в 1998 году обнаружили ускорение. Они указали на две проблемы в корейской работе.

Первая: авторы не применили стандартную поправку на звёздную массу галактики-хозяина, которая учитывает известные эффекты окружения, тесно связанные с возрастом звёзд. Когда поправку добавили к тому же набору данных, зависимость яркости от возраста хозяина исчезла. По независимым данным обзора Dark Energy Survey этот эффект с красным смещением статистически неотличим от нуля и меняет итоговую оценку уравнения состояния меньше чем на 0,01.

Вторая проблема более концептуальная: заявленная разница в возрасте предшественников между близкими и далёкими сверхновыми, около 5 миллиардов лет, завышена в три-пять раз, потому что возраст галактики-хозяина спутали с возрастом самой взорвавшейся звезды. Звезда, ставшая сверхновой, почти всегда моложе среднего возраста звёздного населения своей галактики, и подмена одного показателя другим искажает весь расчёт. Вывод авторов: космология сверхновых остаётся устойчивой для нынешних измерений тёмной энергии, а открытие 1998 года пересматривать не нужно.

Спор на этом не закрылся. В мае 2026 года йонсейская группа ответила: их модель пылевого поглощения не согласуется с измеренными кривыми поглощения в реальных галактиках, а широкий диапазон красных смещений в выборке оппонентов искусственно сглаживает связь между возрастом и остаточной яркостью. С учётом этих возражений, настаивают авторы, их прежний вывод меняется незначительно. К середине 2026 года обе стороны опубликовали аргументы, и ни одна не отозвала свои выводы.

Что за всем этим стоит

Стоит развести две вещи, которые в пересказах для широкой публики смешивают. Собственный результат DESI, основанный на крупнейшей на сегодня выборке галактик и квазаров, статистически умеренный: это сигнал, а не открытие, и он говорит лишь о том, что тёмная энергия может быть не постоянной величиной, а не о том, что ускорения не существует. Более смелая заявка о вообще не ускоряющейся Вселенной опирается на одну исследовательскую группу, построена на спорной методической поправке и уже оспорена специалистами, включая тех, кто открыл само ускорение. Есть и третья линия сомнений в стандартной модели, связанная с так называемой дипольной аномалией и гипотезой «наклонённого наблюдателя», но это другая физика и другие данные, не имеющие прямого отношения ни к DESI, ни к возрасту сверхновых.

Если тёмная энергия действительно меняется со временем, это не просто уточнение цифры в таблице. Именно постоянство роднило тёмную энергию с космологической константой Эйнштейна, простейшим и самым скупым на допущения объяснением. Переменное уравнение состояния означает, что за ускорением, вероятно, стоит не свойство пустого пространства, а некое динамическое поле, которое меняется по мере расширения Вселенной, и физикам придётся строить для него новую теорию. DESI планирует довести обзор до полных пяти лет наблюдений, и очередной релиз данных должен либо подтянуть статистику ближе к порогу открытия, либо погасить нынешнее напряжение как случайную флуктуацию. Спор вокруг возраста сверхновых тоже вряд ли остынет сам собой.

---

Источники. DESI Collaboration, «DESI DR2 Results II: Measurements of Baryon Acoustic Oscillations and Cosmological Constraints», arXiv:2503.14738, март 2025 (опубликовано в Physical Review D); официальное описание релиза на desi.lbl.gov. Chung C. и соавторы, «Strong progenitor age bias in supernova cosmology – I», MNRAS, 2025, arXiv:2411.05299. Son J. и соавторы, «Strong Progenitor Age-bias in Supernova Cosmology – II. Alignment with DESI BAO and Signs of a Non-Accelerating Universe», MNRAS, 2025, arXiv:2510.13121 (DOI 10.1093/mnras/staf1685). Wiseman P., Riess A. G., Schmidt B. и соавторы, «Still Accelerating: Type Ia supernova cosmology is robust to host galaxy age evolution», arXiv:2601.13785, январь-май 2026. Chung C. и соавторы, «Still non-accelerating: age-bias correction in supernova cosmology is robust to host-progenitor age mapping», arXiv:2605.21586, май 2026.