Тайна тёмной энергии не раскрыта, но появилась призрачная надежда
В 2024 году коллаборация DESI, измерив, положение более шести миллионов галактик, зафиксировала слабый, но статистически значимый сигнал: тёмная энергия, возможно, не является постоянной. Если этот результат подтвердится, стандартная космологическая модель ΛCDM потребует пересмотра.
Сейчас в научном сообществе активно обсуждается гипотеза - Теория пульсонов (ТП). Она предлагает квантовый механизм, который объясняет именно такое поведение тёмной энергии.
Идея в одном абзаце.
Что если тёмная энергия — это не загадочное поле и не фиксированное свойство вакуума, а непрерывное рождение нового пространства на планковском масштабе? Квант за квантом, в каждой точке Вселенной, прямо сейчас. Темп этого рождения зависит от плотности материи — и именно поэтому ускорение расширения не постоянно, а медленно убывает. Это главное предсказание теории пульсонов.
Физическая мотивация: три шага стандартной физики.
Цепочка рассуждений опирается исключительно на общепринятую физику:
Принцип неопределённости Гейзенберга: энергия на квантовом уровне непрерывно флуктуирует.
E = mc²: флуктуации энергии эквивалентны флуктуациям массы.
ОТО: масса управляет геометрией пространства. Следовательно, квантовые флуктуации порождают флуктуации самой геометрии — квантовую пену Уилера.
Теория пульсонов (ТП) утверждает: некоторые из этих флуктуаций необратимы и приводят к рождению новых ячеек пространства.
Почему рождение необратимо: мысленный эксперимент — притча об Азартном наблюдателе.
На планковском масштабе пространство симметрично пульсирует — расширяется и сжимается в пределах одной планковской длины lp ≈ 10-35 м. Но иногда флуктуация превышает этот порог и пространство скачком расширяется в n раз. Давайте посмотрим, что при этом происходит.
Представим наблюдателя, находящегося на самом нижнем уровне пространства — там, где непрерывно кипит квантовая пена. И допустим, этот наблюдатель — азартный человек, а поэтому расположился как можно ближе к букмекерской конторе: их разделяет расстояние ровно в одну lp. Пространство между ними симметрично пульсирует — то сжимается, то расширяется, — однако амплитуда колебаний не превышает lp и никаких событий не происходит.
Но в какой-то момент, когда наблюдатель как раз сделал ставку на любимую лошадь, с планковским масштабом lP происходит локальная гиперинфляция: он увеличивается в n раз, и расстояние до букмекерской конторы становится равным n×lp. Само по себе это не нарушает никаких законов физики: изменилась лишь метрика пространства, и никто из обладающих массой не превысил скорость света. Однако от такого увеличения пространства нашего наблюдателя забросило в кусты, где стоял рояль, а на нём — радиоприёмник, по которому как раз шла трансляция заезда фаворита наблюдателя.
Пришла ли первой лошадь, на которую он сделал ставку, — уже неважно. Важно другое: lp — это расстояние, которое свет проходит за планковское время tp, и если пространство схлопнется симметрично, то после такого события наблюдатель и информация из радиоприёмника смогут переместиться быстрее скорости света, что может привести к нарушению причинно-следственных связей. Поэтому если в локальном планковском масштабе происходит пространственная гиперинфляция, кратная размеру lp, то после этого должно происходить разбиение пространства на минимальные ячейки — кванты — во столько же раз, чтобы наблюдатель переместился назад на расстояние не более одного lp.
Есть ещё две независимые причины, по которым пространство симметрично схлопнуться не может.
Во-первых, lp — минимальная квантовая единица: флуктуация, превысившая порог, вынуждена разбиться на n новых ячеек, иначе нарушается условие квантования.
Во-вторых, каждый акт рождения увеличивает энтропию системы — обратный процесс термодинамически подавлен.
Формально:
lp→ ∑ni=1 lp (1)
Математика: одно уравнение.
Вся космологическая эволюция описывается стандартным уравнением Фридмана, в котором тёмная энергия заменяется пульсонным членом:
H²(z) = H₀² · Ω_m · (1+z)³ + (p*/tp)² (2)
Каждое такое событие рождения новой планковской ячейки — и есть пульсон. Его вероятность за одно планковское время t_P в каждой существующей ячейке обозначим латинской литерой p* со звёздочкой.
При постоянном p* ≈ 9,75×10⁻⁶² теория численно тождественна ΛCDM. Но если p* зависит от плотности материи — появляется динамическая тёмная энергия.
Физический смысл числа: в одной ячейке пульсон рождается раз в ~17,5 млрд лет. Но ячеек во Вселенной ~10¹⁸⁵ — суммарно ~10¹⁶⁷ пульсонов в секунду. Это и есть тёмная энергия — огромное число крошечных квантовых событий, дающих в сумме плавное классическое расширение.
Главное предсказание и связь с DESI.
По мере расширения Вселенной плотность материи убывает: ρ_m ∝ (1+z)³. Соответственно убывает её гравитационное влияние на темп рождения пульсонов. В далёком будущем, когда материи почти не останется, темп рождения выйдет на постоянный уровень и ускорение расширения прекратится.
Ключевой вывод: ускорение расширения Вселенной сейчас уже снижается — асимптотически стремясь к константе. В будущем Вселенную ждёт не «Большой разрыв», а состояние, описываемое классической моделью пространства де Ситтера. Именно это качественно совпадает с сигналом DESI-2024: тёмная энергия непостоянна, и отклонение от w = −1 направлено в сторону ослабления.
Несколько цифр для ориентира.
- Вклад пульсонов в постоянную Хаббла: Hпульс = H0√Ω_Λ ≈ 55,8 км/с/Мпк — это 83% от наблюдаемого
H0 = 67,4 км/с/Мпк.
- Разность H₀ − H_пульс ≈ 11,6 км/с/Мпк того же порядка, что и натяжение Хаббла (~5,6 км/с/Мпк).
Возможная связь — предмет будущей работы.
- Подгонка к Pantheon+ и хронометрам даёт Δχ² = −207 при добавлении одного параметра, но это предварительная оценка на ограниченном наборе данных и требует байесовской проверки (MCMC) — работа продолжается.
Честно о границах теории.
- Теория пульсонов не решает проблему космологической постоянной — она переформулирует её. Вопрос «почему энергия вакуума так мала?» заменяется на «почему вероятность рождения ячейки так мала — примерно 10-⁶² за планковское время?» Это как бы взгляд с другой стороны на этот трудный вопрос.
- Параметр β, описывающий зависимость p*(ρ_m), подогнан к данным — не выведен из первых принципов. Его теоретический вывод из петлевой квантовой гравитации или теории причинных множеств — задача будущей работы.
Как проверить.
- Euclid (2026–2030): измерит w₀ с точностью ±0,02. Если w ≠ −1 — у пульсонов появляется шанс. Если w = −1 точно — ТП отправится в архив несбывшихся надежд.
- LSST / Rubin (с 2025): точность ±0,015 по w0.
- BAO при z < 0,5: прямая проверка насыщения ускорения уже в ближайшие годы.
Вместо заключения.
Теория пульсонов — феноменологическая гипотеза с квантово-гравитационной мотивацией. Она строится исключительно на стандартной физике, делает конкретное проверяемое предсказание и качественно согласуется с сигналом DESI-2024. Если предсказание не сбудется — теория будет отправлена на свалку не сбывшихся надежд. Именно так работает наука.
Полный препринт (с формулами и данными) доступен на Яндекс-диске:
https://disk.yandex.ru/i/FODk2DJu4NTc-A (.doc файл)
https://disk.yandex.ru/i/zITkF3HBI0uANw (.pdf файл)

Популярная наука
1.3K постов6.1K подписчика
Правила сообщества