Космологическая постоянная на самом деле оказалась изменчивой.

Современная космология основывается на уравнениях теории относительности Эйнштейна. Когда физик разрабатывал свою теорию, он заметил, что эти уравнения не допускают статического решения для Вселенной. В то время ученые полагали, что Вселенная неизменна. Чтобы такое решение стало возможным, Эйнштейн добавил в уравнение так называемый лямбда-член — постоянную, обеспечивающую статичность.

В 1924 году советский метеоролог Александр Фридман доказал, что Вселенная не статична и на самом деле расширяется. Эйнштейн сначала пытался опровергнуть Фридмана, но затем признал свою ошибку и к началу 1930-х годов, хоть и с трудом, согласился с концепцией расширяющейся Вселенной. Позже он назвал лямбда-член своей величайшей ошибкой.

Тем не менее, в 1998 году наблюдения за удаленными сверхновыми показали, что Эйнштейн, в конечном итоге, был прав: хотя Вселенная не статична, она расширяется с ускорением. Это ускорение невозможно объяснить уравнениями Эйнштейна без добавления лямбда-члена — хотя его значение уже другое. Это значение стало известно как космологическая постоянная.

Исследования коллаборации ученых Dark Energy Spectroscopic Instrument (по названию одноименного инструмента) открыли новую страницу в этой истории. Ученые проанализировали красное смещение миллиона галактик, и их данные указывают на то, что с вероятностью 3,5 сигмы лямбда-член в ранней Вселенной мог количественно отличаться от современного.

Между тем, наиболее распространенной гипотезой среди многих физиков-инфляционистов о природе космологической постоянной является так называемое расталкивающее влияние вакуума или отрицательное давление вакуума. В этом сценарии лямбда-член должен оставаться неизменным, так как свойства вакуума не подвержены изменениям. Новый результат не достигает значимости в пять сигм, что позволило бы уверенно говорить о «закрытии» отрицательного давления вакуума, но всё же довольно близок к этому.

Поэтому на следующем этапе теоретическим физикам придется предложить альтернативное объяснение темной энергии, то есть ускоренному расширению Вселенной. Если его причина не в вакууме, должны существовать другие объяснения. К сожалению, на текущем этапе развития физики количество теорий о темной энергии настолько велико, что выбор между ними с новыми данными займет еще много времени.

Физики-инфляционисты разработали буквально сотни различных моделей Вселенной (и это весьма консервативная оценка). Во многих из них темная энергия не имеет отношения к вакууму. Однако подтвердить или опровергнуть существующие гипотезы инфляции оказывается достаточно сложно: из-за множества моделей Вселенной количество предсказаний, которые они делают, очень велико, и некоторые из этих предсказаний, по причине их обилия, всегда будут совпадать с наблюдениями.

Кроме того, есть альтернативный подход к этой проблеме: циклическая космология Вселенной, наиболее современный вариант которой представлен в теории Николая Горькавого. Согласно этой теории, космологическую постоянную еще в 2018 году объявили переменной. Это происходит потому, что в циклической космологии Горькавого эта «постоянная» обратно пропорциональна радиусу Вселенной. Следовательно, по мере ее расширения ускорение этого расширения должно уменьшаться, что соответствует новым данным Dark Energy Spectroscopic Instrument.

Если этот сценарий верен, в будущем расширение Вселенной остановится, после чего начнется ее обратное сжатие. По расчетам, таких циклов расширения и сжатия было очень много (хотя и не бесконечно), и в будущем их количество также будет значительным.