Стандартная космологическая модель предполагает, что скорость расширения Вселенной должна быть одинаковой независимо от способа её измерения. Однако в последние годы учёные обнаружили, что темпы расширения в ранней Вселенной и в более поздние эпохи различаются примерно на девять процентов.
Это расхождение, называемое напряжённостью, вызвало активные споры в научном сообществе о том, связано ли оно с систематическими ошибками или указывает на новую физику, отмечают авторы исследования. Предложенная ими модель показывает, что при взаимодействии тёмной энергии и тёмной материи кажущийся кризис, вызванный разными темпами расширения, становится ожидаемым явлением. Как пояснил физик из Гарвардского университета Кумрун Вафа, такое взаимодействие может означать общее происхождение этих загадочных компонентов Вселенной.
Работы в области теории струн, согласно которой Вселенная на самом фундаментальном уровне состоит из вибрирующих струн, подсказывают возможную связь между этими концепциями. В 2019 году Вафа с коллегами, основываясь на идее о естественном изменении тёмной энергии, пришли к выводу, что масса частиц тёмной материи также может меняться со временем. Это привело их к предложению в 2022 году гипотезы о так называемом тёмном измерении, которое может связывать тёмную материю и тёмную энергию.
Теория струн предполагает существование шести или семи дополнительных измерений помимо привычных трёх пространственных и одного временного. Считается, что все они имеют минимально возможный размер, близкий к планковской длине, однако исследователи предположили, что тёмное измерение может быть значительно крупнее остальных. Гравитоны, гипотетические частицы, отвечающие за гравитацию, могли бы проникать в это увеличенное измерение, приобретать массу и становиться так называемыми тёмными гравитонами, которые выполняли бы роль тёмной материи.
В работе, опубликованной в июле 2025 года, Вафа и его соавторы установили, что их сценарий согласуется с данными наблюдений. Модель предсказывает, что сила тёмной энергии и масса тёмной материи будут уменьшаться со временем, причём скорость изменения тёмной энергии пропорциональна её плотности. Поскольку астрофизические измерения показывают, что плотность энергии тёмной энергии чрезвычайно мала, её изменение происходит очень медленно, и обнаружить его было непросто. Как подчеркнул Вафа, для регистрации столь незначительного эффекта потребовалось дождаться завершения всего возраста Вселенной, поэтому неудивительно, что это явление не было замечено ранее. Материал подготовлен по данным издания Wired.