Марк Камионковский: тайны темной энергии и космические загадки

Скажем прямо: в 1998 году астрофизическое сообщество было потрясено открытием того, что Вселенная расширяется с нарастающим ускорением. Самым очевидным кандидатом на роль «двигателя» этого процесса казалась введенная Эйнштейном космологическая постоянная, которая физически эквивалентна постоянной плотности вакуумной энергии, равномерно пронизывающей все мироздание.

Тем не менее, даже на тот момент было очевидно колоссальное несоответствие: теоретическое значение лямбда-члена на много порядков превосходило его реальную величину. Тот факт, что это значение столь ничтожно, но при этом принципиально отлично от нуля, выглядит как результат ювелирной подгонки параметров. Ученые, однажды обжегшись на ложных предположениях, предпочитают проявлять максимальную осторожность. Именно поэтому с тех пор не утихают попытки зафиксировать признаки динамической природы темной энергии, хотя подобные гипотезы требуют еще более сложного теоретического обоснования.

В этом выпуске мы беседуем с известным космологом Марком Камионковским о новых свидетельствах эволюции темной энергии со временем, а также о том, как эти данные могут пролить свет на хаббловскую напряженность и другие загадочные аномалии современной космологии.

Марк Камионковский защитил докторскую диссертацию (PhD) по физике в Чикагском университете и в настоящее время является профессором физики и астрономии им. Уильяма Р. Кенана-младшего в Университете Джонса Хопкинса. Среди его многочисленных регалий — премия Грубера по космологии, премия Дэнни Хайнемана по астрофизике, членство в Национальной академии наук США и престижная стипендия Гуггенхайма.

Вступление: новые космологические аномалии

Ведущий: Приветствую всех на подкасте Mindscape! Я ваш бессменный ведущий Шон Кэрролл, профессиональный физик-теоретик, специализирующийся на космологии.

В последнее время в нашей науке появляются интригующие новости, которые могут как перевернуть наши представления, так и оказаться ложным следом — обычное дело для переднего края науки. Если результат нов и сенсационен, значит, добыть его было невероятно трудно, иначе это сделали бы задолго до нас. Именно поэтому самые первые намеки на грандиозное открытие всегда неуловимы и требуют проверки.

Тем не менее, сейчас накопилось сразу несколько независимых указаний на то, что стандартная космологическая модель ΛCDM дает трещины. Напомню, греческая буква лямбда (Λ) здесь обозначает космологическую постоянную, а аббревиатура CDM — холодную темную материю. Речь, конечно, не идет об отказе от концепции Большого взрыва, но определенная ревизия базовых параметров становится неизбежной.

Эту тему вполне можно было бы разобрать в сольном выпуске, однако здесь критически важен глубокий анализ наблюдательных данных. Именно поэтому я пригласил выдающегося эксперта — Марка Камионковского, моего давнего коллегу из Университета Джонса Хопкинса. Мы знакомы много лет, вместе писали научные работы, в частности, выдвигали гипотезу о темном электромагнетизме, сосуществующем с темной материей. Но сегодня в центре нашего внимания — нарастающий массив данных о космологических аномалиях.

Совсем недавно коллаборация DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) обнародовала результаты, намекающие на то, что плотность темной энергии не статична, а меняется со временем. Для чистой космологической постоянной такое поведение нетипично, но идеально вписывается в концепцию динамического поля. Первые слабые сигналы проявились еще год назад, а свежие данные сделали эту гипотезу значительно убедительнее.

Параллельно проект DES (Dark Energy Survey), не стоит путать его с DESI, демонстрирует схожие тенденции, хотя их погрешности пока выше: темная энергия, судя по всему, эволюционирует. Оба эксперимента представляют собой беспрецедентные по масштабу обзоры неба. Ученые сканируют бесчисленные удаленные галактики, отслеживая их трехмерное распределение и динамику в исторической перспективе.

В обеих инициативах задействованы наземные телескопы, прошедшие глубокую модернизацию: на обсерватории Китт-Пик в Аризоне вместо старой камеры установили спектрограф DESI, а в чилийской обсерватории имени Виктора Бланко обновили съемочное оборудование для проекта DES.

Как бы то ни было, эти свидетельства носят предварительный характер. Если воспринимать их буквально, подтверждение этих выводов станет настоящей революцией в силу специфики обнаруженной эволюции. И мы обязательно уделим этому время.

Разумеется, мы не обойдем стороной и другие неувязки, включая проблему постоянной Хаббла, которую мы ранее детально обсуждали с Адамом Рисом. Марк Камионковский — признанный авторитет в разработке теоретических решений этой проблемы. Более того, он стоял у истоков использования реликтового излучения как мощнейшего инструмента познания Вселенной и предлагал оригинальные модели темной энергии. Трудно отыскать более компетентного собеседника для синтеза данных по космическому микроволновому фону, обзорам крупномасштабной структуры и фундаментальной теории.

Лично я пока воздерживаюсь от окончательных выводов — действительно ли мы стоим на пороге смены парадигмы? Такая вероятность высока, и относиться к ней нужно со всей серьезностью, даже если придется набраться терпения в ожидании более точных данных. Прослушав наш разговор, вы получите исчерпывающее представление об этой захватывающей интриге. Приступим!

Стандартная космологическая модель: как устроена Вселенная

Марк Камионковский, добро пожаловать в Mindscape!

Марк Камионковский: Привет! Спасибо за приглашение. Рад пообщаться с тобой этим прекрасным утром среды.

Ведущий: Знаю, что ты сейчас в залитом солнцем Балтиморе, а я вещаю из Санта-Фе. Здесь тоже чудесно: воздух чуть прохладнее и насыщеннее кислородом, что неудивительно при нашей высокогорной специфике.

Итак, поводом для нашей встречи стал целый куст аномалий и загадок, подтачивающих фундамент стандартной модели ΛCDM. Но прежде чем погружаться в кризисные явления, давай очертим саму базовую конструкцию. Опиши нам современную картину Вселенной, отбросив пока все нестыковки.

Марк Камионковский: С удовольствием. Наш взгляд на мироздание радикально трансформировался за последнее столетие. Вселенная — это абсолютный предел всего существующего, единая физическая система, чье познание продвинулось колоссально.

Все началось около ста лет назад с эпохального открытия Эдвина Хаббла, доказавшего, что космос расширяется. Школьный курс физики объясняет нам, что Земля обращается вокруг Солнца, а Солнце — лишь одна из бесчисленных звезд нашей Галактики, Млечного Пути, удерживаемая общим гравитационным центром.

Ведущий: Прости, кажется, ты упомянул «десять миллионов звезд»?

Марк Камионковский: Десять миллиардов, прошу прощения! [Смех] Рад, что ты следишь за ходом мысли.

Итак, десять миллиардов звезд объединены гравитацией в единую систему. Возникает резонный вопрос: не входит ли наш Млечный Путь в еще более масштабное скопление, где гигантские галактики вращаются вокруг общего центра? Ответ отрицательный: на этом уровне иерархия меняет свой характер. Наш Млечный Путь — лишь одна из десятков миллиардов подобных систем, но они не образуют связанных вращающихся ансамблей.

Напротив, галактики неуклонно удаляются друг от друга. Именно это обнаружил Хаббл: скорость разбегания любых двух галактик строго пропорциональна расстоянию между ними. Интерпретация однозначна — Вселенная расширяется как единое целое.

Это открытие гармонично легло на почву общей теории относительности (ОТО), сформулированной Эйнштейном за дюжину лет до этого. Независимые исследователи показали, что уравнения ОТО допускают существование динамической, заполненной веществом и расширяющейся Вселенной. Так зародился фундамент современной космологии.

Следующий фундаментальный прорыв произошел в середине 1960-х годов с открытием космического микроволнового фона, или реликтового излучения. Логика проста: если сегодня космические объекты разлетаются, то обратная перемотка этой киноленты приводит нас к состоянию, когда всё вещество было сжато в микроскопический объем. Плотность первичного космоса была фантастически высокой.

Любой автомобилист знает: при сжатии газа растет давление и повышается температура. Следовательно, ранняя Вселенная была раскаленной до предела. Представьте себе потухший камин: пламени нет, но угли продолжают излучать тепло. В 1965 году ученые зафиксировали именно такое «эхо» Большого взрыва — реликтовое излучение, блестяще подтвердившее модель расширяющегося космоса.

Ведущий: Потрясающе, мне очень близка эта аналогия.

Марк Камионковский: Отлично, двигаемся дальше. [Смех] Следующим шагом стало картографирование распределения галактик. Выяснилось, что на максимальных масштабах Вселенная поразительно однородна — как гладь озера в штиль, если не считать едва заметной ряби.

Прецизионные замеры реликтового фона показали, что температура этого послесвечения везде практически одинакова, флуктуации не превышают одной стотысячной доли. Мы понимаем, что эти микроскопические температурные неоднородности в ранней Вселенной под действием гравитации со временем выросли в современные галактики и их скопления.

Однако стандартная модель не работает, если учитывать лишь видимое вещество — барионы, из которых состоим мы с вами и все звезды. Барионной материи катастрофически мало; для объяснения наблюдаемой крупномасштабной структуры требуется в пять раз больше невидимой, так называемой холодной темной материи. Ее природы мы не знаем, но без нее уравнения не сходятся.

Завершающий элемент мозаики — упомянутая космологическая постоянная, ответственная за ускоренное расширение. Ее присутствие также жестко диктуется данными по первичным флуктуациям. Имея на руках эту модель, мы можем описать эволюцию космоса от истоков, хотя глубинные причины самого старта расширения пока остаются загадкой.

Ведущий: Ты имеешь в виду момент запуска этого процесса?

Марк Камионковский: Совершенно верно, перво толчок.

Ведущий: Прекрасная новость: у меня готовится специальный выпуск как раз о событиях вблизи Большого взрыва, так что слушатели восполнят этот пробел. [Смех]

Марк Камионковский: Оу, неужели? Прямо вблизи? А как насчет того, что было *до*?

Ведущий: И об этом поговорим обязательно.

Марк Камионковский: Интригует! Так вот, наша модель подтверждена колоссальным массивом наблюдательных данных: картами миллионов галактик и картами реликтового излучения с миллионами точек замеров. Это не умозрительные спекуляции. Мы не говорим, что расстояние до Лос-Анджелеса «примерно три тысячи миль», мы оперируем цифрами вроде 3118,632 мили. Точность нашей теории феноменальна.

Почему мы уверены в существовании тёмной материи

Ведущий: Абсолютно заслуженно. Но позволь сделать ремарку: в твоем блестящем рассказе проскользнул нюанс, вызывающий бурные споры в любительской среде.

Любители альтернативных теорий часто пытаются «отменить» темную материю, ссылаясь на аномальные кривые вращения спиральных галактик, открытые Верей Рубин — когда периферийные звезды вращаются слишком быстро. Ты же предпочел начать сразу с реликтового фона.

Марк Камионковский: Справедливое замечание. Я просто стремился дать наиболее лаконичную выжимку…

Ведущий: И это сработало великолепно.

Марк Камионковский: …нашей теории. Но ты абсолютно прав: пионеры галактической динамики во главе с Верой Рубин указали на проблему скрытой массы еще в 1970-х, за двадцать лет до триумфа крупномасштабных обзоров.

Те ранние аномалии вовсе не были опровергнуты — напротив, данные по реликтовому излучению и структуре Вселенной стали мощнейшим независимым подтверждением правоты Веры Рубин на космологическом уровне.

Ведущий: Мне важно подчеркнуть этот разрыв между восприятием дилетантов и академической наукой. Популяризаторы начинают со спиральных галактик, отдавая дань истории. Но железная уверенность физиков в темной материи зиждется именно на глобальных данных — микроволновом фоне и крупномасштабной структуре. Даже если кто-то придумает альтернативу для объяснения вращения одной галактики, это не спасет положение на уровне всей Вселенной.

Марк Камионковский: Точно. Космология вообще поразительно близка к палеонтологии или антропологии. [Смех] Чуть не забыл нужное слово!

Представьте палеонтолога, собирающего странный ископаемый скелет. Ученый действует не вслепую, он опирается на общие законы биологии. Космология — наука сугубо наблюдательная, а не экспериментальная. Мы не можем «поставить эксперимент» над галактикой в коллайдере. В нашем распоряжении есть лишь свет далеких звезд, на основе которого мы обязаны выстроить строгую физическую модель.

Поэтому любая альтернативная гипотеза должна выдерживать удар всей совокупности фактов. Истинное доверие в науке рождается тогда, когда совершенно разные методы исследований — от локальной динамики до глобального излучения — дают абсолютно согласованную картину.

Космологическая постоянная и открытие ускоренного расширения

Ведущий: Раз уж мы затронули эту тему, давай вспомним, как наука пришла к концепции темной энергии.

Марк Камионковский: История лямбда-члена началась с попытки Эйнштейна придать статичность уравнениям ОТО. Позже он назовет это «своей величайшей ошибкой» — хотя историчность этой цитаты спорна.

Кстати, мне довелось вживую листать рабочие блокноты Эйнштейна благодаря Диане Бухвальд, возглавляющей проект по изданию его наследия. Она поделилась удивительным фактом: среди всех черновиков великого физика это едва ли не единственный случай реальных ручных вычислений! [Смех]

Ведущий: То есть он оперировал конкретной арифметикой?

Марк Камионковский: Именно! У него был график на миллиметровке, и он вручную подсчитывал клеточки, вычисляя площадь под кривой.

Ведущий: Невероятно!

Марк Камионковский: Как бы то ни было, теоретически космологическая постоянная присутствовала в уравнениях больше века, но неопровержимые наблюдательные доказательства ее ненулевого значения появились лишь на рубеже тысячелетий благодаря двум конкурирующим группам…

Ведущий: Командам High-Z Supernova Search Team и Supernova Cosmology Project.

Марк Камионковский: Совершенно верно, с труднопроизносимыми названиями.

Напомню механику: брошенный вверх мяч сначала летит против гравитации, замедляется, зависает и падает обратно. Если же придать ему вторую космическую скорость (более 11 км/с), он преодолеет земное притяжение и улетит навсегда. Но даже в этом случае гравитация продолжает тормозить его полет — скорость удаления будет монотонно падать.

По аналогии, классическая космология без лямбда-члена предсказывала замедление галактического разбегания. Однако упомянутые команды астрономов, исследовав сверхновые типа Ia, обнаружили шокирующий факт: галактики не просто удаляются навсегда, их разбегание *ускоряется*. В 1998 году журнал *Science* назвал это прорывом года, повергнув физиков в ступор.

Мы знали, что уравнения допускают лямбду, но все исходили из того, что ее значение в точности равно нулю с сотней нулей после запятой. Физики органически не переносят подобные экстремально малые величины — нам подавай единицу, пи или двойку! [Смех]

Скептицизм был тотальным. Проверяли всё: а вдруг эволюционируют сами сверхновые? Вдруг межзвездная пыль искажает свет? Но проверки подтвердили: ошибки нет. Окончательно сомнения развеялись в начале 2000-х с первыми замерами реликтового фона, подтвердившими ненулевую плотность вакуума принципиально иным методом. Убедил я тебя?

Ведущий: Абсолютно. Так и сформировалась эталонная модель ΛCDM.

Марк Камионковский: Да, хотя название звучит чудовищно. [Смех]

Ведущий: Ничего, если модель рухнет под натиском новых данных, мы с удовольствием придумаем что-нибудь благозвучнее.

Барионные акустические осцилляции: следы звуковых волн

Существует еще один краеугольный камень современной космологии — барионные акустические осцилляции (БАО), концепция которых часто вызывает затруднения у неподготовленного читателя.

Марк Камионковский: Попробую объяснить на пальцах. Ранняя Вселенная, как мы помним, была однородной, как зеркальная гладь пруда. Бросим в этот пруд камень: от точки падения пойдет расходящаяся звуковая волна.

Первичная плазма ранней Вселенной представляла собой единую среду, где барионы — будущие атомы и звезды — были жестко связаны с излучением. Любое локальное возмущение порождало сферическую звуковую волну, бегущую со скоростью звука.

Конечно, мы не наблюдаем каждую волну отдельно. Но в центре возмущения остается избыток плотности, а на фронте волны формируется концентрическое кольцо повышенной плотности вещества. В масштабах распределения галактик это выглядит как статистический пик: вероятность обнаружить две галактики на определенном расстоянии друг от друга (около 100 мегапарсек) заметно выше среднего.

Ведущий: То есть, образно выражаясь, Творец швырял камни в первичный космос, оставляя гигантские круги на воде, чьим отпечатком сегодня служит характерное расстояние между галактиками?

Марк Камионковский: Блестяще сформулировано.

Ведущий: И это те самые БАО?

Марк Камионковский: Именно. Когда видишь этот пик на графиках реальных данных, дух захватывает.

Ведущий: Да уж. [Смех]

Марк Камионковский: В начале 1990-х, когда я был постдоком, теория предсказывала этот пик, но казалось утопией его обнаружить: требовалось измерить координаты миллионов галактик сквозь толщу космической эволюции. Тем не менее, наблюдательная техника триумфально справилась. Сегодня этот пик виден невооруженным глазом на картах крупномасштабной структуры.

Космологические параметры и простота модели Вселенной

Ведущий: Важно подчеркнуть методологию: мы не измеряем параметры вроде плотности темной материи напрямую. Мы строим комплексную модель, рассчитываем ее следствия, а затем подгоняем параметры так, чтобы они идеально описывали и реликтовый фон, и БАО.

Марк Камионковский: Совершенно верно.

Ведущий: Это порождает парадокс: с одной стороны, модель невероятно элегантна, с другой — стоит одному кирпичику сдвинуться, и рушится вся конструкция.

Марк Камионковский: И здесь кроется главный сюрприз. Вселенная устроена неизмеримо проще, чем кто-либо мог ожидать от системы, полной звезд, взрывов сверхновых, гравитации и магнитных полей.

Наше понимание космоса описывается математической моделью с меньшим числом свободных параметров, чем устройство нашей собственной Солнечной системы, где физика законов Кеплера проще, но деталей несравненно больше.

Всего пять-шесть параметров — и перед нами универсальный ключ, одинаково хорошо описывающий и фоновое излучение, и паутину галактик. Вот почему мы так гордимся ΛCDM.

Может ли тёмная энергия меняться со временем?

Ведущий: И тем не менее, ученые ищут бреши в этой идиллии. Давай кратко пройдемся по альтернативным гипотезам, которые тестируют наблюдатели.

Марк Камионковский: Начнем с постоянства темной энергии. Концепция вакуумной энергии фундаментально контринтуитивна. Логично спросить: а константа ли это? Может, плотность энергии вакуума эволюционирует по мере расширения космоса?

Если она меняется, термин «космологическая постоянная» теряет смысл, и мы переходим к понятию «темная энергия» общего вида. Последние 25 лет посвящены именно этому вопросу. В простейших моделях у нас есть один параметр (плотность), но мы можем ввести дополнительные переменные, описывающие скорость эволюции во времени, и проверить их по наблюдательным данным.

Свойства тёмной материи и поиски её частиц

Ведущий: С темной материей ситуация выглядит еще более вариативной, верно?

Марк Камионковский: О да. Базовая модель предполагает лишь гравитационное взаимодействие частиц темной материи. Но мы можем усложнить игру, допустив их самоиндицированное рассеяние или слабое сечение взаимодействия с обычной материей.

Более того, в отличие от темной энергии, темная материя «раз разлита» вокруг нас. Самая популярная гипотеза — слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMP) с массой порядка ста протонов. Учитывая локальную плотность, получается, что покупая в супермаркете литр молока, вы вместе с кальцием получаете одну частицу темной материи. [Смех]

Ведущий: А если это аксионы, то счет идет на макроскопические порции?

Марк Камионковский: Совершенно верно. Если у темной материи есть хоть какое-то негравитационное взаимодействие, мы обязаны поймать ее в подземных лабораториях.

Ведущий: И пока мы не поймали ровно ничего. [Смех] Тем не менее, теоретическое пространство для маневра огромно.

Марк Камионковский: За сорок лет поисков мы отсекли множество красивых гипотез, но это нормальный путь экспериментальной науки — мы не тыкаем пальцем в небо в абсолютной темноте.

Напряжённость Хаббла: два способа измерить расширение Вселенной

Ведущий: Возвращаясь к проблемам: главная головная боль современной космологии — напряженность Хаббла. Напомни суть этой драмы.

Марк Камионковский: Парадокс в расхождении результатов. Космологические модели (по реликтовому фону и БАО) выдают одно значение постоянной Хаббла ($H_0$), а прямые локальные измерения в близкой Вселенной — совсем другое.

Локальный метод воспроизводит подход Хаббла: измеряем расстояние до галактики и скорость ее удаления. Скорость определяют безупречно по красному смещению спектральных линий (эффект Доплера, знакомый по звуку сирены скорой помощи).

Но с расстояниями — беда. Галактики разнородны. Астрономы используют «стандартные свечи» — сверхновые типа Ia. Это взрывы белых карликов, превысивших предел Чандрасекара. Поскольку критическая масса всегда одинакова, взрывы обладают идентичной светимостью, позволяя вычислять расстояния.

Коллаборация SH0ES (с нолем вместо буквы О) и проект CCHP годами калибруют эти шкалы по цефеидам — пульсирующим переменным звездам. И вот тут кроется загвоздка: локальный метод дает скорость расширения примерно на 10% *выше*, чем глобальная модель по реликтовому фону.

Сначала все списали на погрешности и скученность звезд (когда «Хаббл» не мог идеально отделить свет цефеиды от соседей). Но запуск телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) с его беспрецедентным разрешением уничтожил эту отговорку: для шестнадцати галактик данные подтвердились. Разрыв лишь укрепился.

Ранняя тёмная энергия и поиски решения напряжённости Хаббла

Ведущий: Итак, у нас непримиримое противоречие. Как физики пытаются его разрешить?

Марк Камионковский: Решения делятся на две группы: поздние и ранние. Поздние модификации истории расширения не работают, так как портят прекрасное согласие с данными по БАО.

Остаются ранние сценарии. Чтобы уменьшить физический размер звукового горизонта и согласовать концы с концами, вводят концепцию *ранней темной энергии* — некоего эквивалента космологической постоянной с огромной плотностью, вспыхивавшего в первые полмиллиона лет после Большого взрыва и затем исчезнувшего.

Я сам активно разрабатывал эти модели. В 2021 году телескоп ACT (Atacama Cosmology Telescope) опубликовал данные, якобы благосклонные к ранней темной энергии, вызвав бум публикаций.

Но за последующие три с половиной года новые замеры и перекрестный анализ данных вернули маятник обратно в сторону консервативной ΛCDM. Простейшие модели ранней и поздней физики буксуют.

Почему рост плотности тёмной энергии вызывает вопросы

Если бы данные требовали уменьшения плотности темной энергии со временем, это легко интерпретировать как ее распад. Но локальные измерения требуют обратного: чтобы разрешить хаббловский кризис, плотность темной энергии в прошлом должна была *расти*.

В ОТО это нарушает *слабое энергетическое условие*, означая буквальное рождение энергии из вакуума. Для физика-теоретика это звучит как черная магия, вызывая экзистенциальный ужас.

Напряжённость S₈: исчезающее расхождение?

Ведущий: А что насчет напряженности , отражающей амплитуду флуктуаций плотности на малых масштабах?

Марк Камионковский: Спорная тема. Свежие данные DESI и DES показывают, что по мере накопления статистики эта «напряженность» тихо растворяется. На малых масштабах нелинейная физика сложна, и консенсуса там нет.

DESI и DES: признаки эволюции тёмной энергии

Ведущий: Перейдем к свежим сенсациям от DESI и DES. Они намекают на динамическую темную энергию. Ты скептик, но что думаешь?

Марк Камионковский: Скептицизм необходим, но нельзя впадать в догматизм. Крупнейшие прорывы совершали те, кто был готов поверить своим приборам.

Свежие выкладки DESI говорят о том, что темная энергия эволюционирует, причем в недавнем прошлом ее плотность, судя по всему, возрастала. Это Нобелевский уровень, если подтвердится. Но сценарий с ростом плотности вновь упирается в запрет на рождение энергии из ничего.

Как измеряют эволюцию тёмной энергии

Ведущий: Как именно DESI добывает эти цифры?

Марк Камионковский: Измеряя красные смещения миллионов галактик, они создают трехмерную карту космоса и вычисляют БАО в разных интервалах эпох, восстанавливая историю расширения со звериной точностью. Авторы провели титаническую работу по контролю систематических ошибок на сотнях страниц отчетов, но экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств.

Модифицированные обзоры неба и возможности телескопов

Впереди нас ждет золотой век: обсерватория Веры Рубин на земле, космический телескоп «Евклид» (ЕКА), обсерватория Roman (NASA) и запущенный NASA проект SPHEREx. Инструменты независимы, подвержены разным системным ошибкам, и их синергия расставит все точки над i.

Что касается JWST — это шедевр инженерии с узким полем зрения, незаменимый для точечных задач, в то время как космологии нужны панорамные обзоры неба.

Почему выводы зависят от выбора модели

Ведущий: Зависимость выводов DESI от пространства параметров поразительна. Стандартная ΛCDM описывает данные неплохо, но стоит расширить модель новыми переменными, как «динамика» начинает побеждать.

Марк Камионковский: Именно. Расширение модели до двух дополнительных параметров улучшает фит, но доказывает ли это несостоятельность ΛCDM? Вопрос открытый.

Результаты DESI, постоянная Хаббла и массы нейтрино

Ведущий: Есть ли связь между DESI и хаббловской напряженностью?

Марк Камионковский: Увы, прямой связи не прослеживается. Зато всплыл другой бонус — верхний предел массы нейтрино.

Стандартная модель считала нейтрино безмассовыми. Осцилляции доказали обратное. Космология фиксирует реликтовый фон нейтрино, и данные DESI позволяют отсечь один из сценариев иерархии масс (так называемую обратную иерархию), что колоссально важно для физики частиц.

Модифицированная гравитация и Большой разрыв

Ведущий: Вспомним наши старые статьи о Большом разрыве при . Исследует ли кто-то модифицированную гравитацию в свете данных DESI?

Марк Камионковский: Бум альтернативных теорий гравитации был в эпоху становления квинтэссенции. Сейчас теоретики еще переваривают свежий массив DESI.

Осциллирующая тёмная энергия и будущее Вселенной

Из экзотики мне близка идея *осциллирующей темной энергии*. Космологическая постоянная «включалась» во время инфляции, затем затухла; вспыхивала в виде ранней темной энергии и активировалась сейчас. Если скалярное поле движется по холмистому потенциалу (или в рамках струнного «аксиверса»), такие каскады вакуумных плотностей вполне возможны. Текущая фаза ускорения в будущем может так же мирно сойти на нет.

Ведущий: Струнникам никогда не нравилась положительная лямбда, они предпочитают ноль или минус. Динамическая убывающая темная энергия вновь открывает дверь к сценарию Большого сжатия.

Марк Камионковский: За исключением первоначального участка с ростом плотности — его в эти модели вписать все еще трудно.

Космическое двойное лучепреломление и поляризация реликтового излучения

Ведущий: Напоследок — космическое двойное лучепреломление. Твоя классическая статья 1998 года с соавторами…

Марк Камионковский: О том, что киральная физика может вращать плоскость поляризации реликтового излучения за 14 миллиардов лет странствий!

Данные спутника «Планк» намекали на поворот на 0,3 градуса. Телескоп ACT подтвердил тренд на уровне более двух сигм. Эффект невероятно тонок, так как калибровка *абсолютного* направления поляризации технически адски сложна, но результаты завораживают.

Что космология может узнать за двадцать лет

Ведущий: Прогноз на двадцатилетку?

Марк Камионковский: Мы точно разрешим хаббловский парадокс. Теория адаптирует концепцию фантомной энергии, а реальное существование эволюции темной энергии будет доказано.

Ведущий: Смело! Через 20 лет мы с тобой еще поборемся, а вот судьба подкаста в архивах туманна. [Смех]

Наука вернулась в золотое состояние неопределенности: теория трещит по швам, аномалии плодятся. Это прекрасно.

Марк Камионковский: Согласен. Хотя после всех моих докладов о ранней темной энергии я чувствую себя немного растерянно. [Смех] Но для молодежи это раздолье.

Ведущий: За работу, господа! Марк, огромное спасибо за этот глубокий и увлекательный разговор.

Марк Камионковский: Тебе спасибо, Шон. Было честью разделить этот эфир.

 

Источник