Кумрун Вафа считает, что масса тёмной материи может меняться со временем. Источник: Quanta
Согласно стандартной космологической модели, скорость расширения Вселенной должна быть одинаковой независимо от способа её измерения. Однако в последние годы учёные обнаружили разницу примерно в 9% между темпами расширения ранней и современной Вселенной.
Эту проблему называют космологическим напряжением. Как писали Тейшейра и её соавторы, специалисты спорят, вызвана ли разница систематическими ошибками или указывает на новую физику. Их модель предполагает, что при взаимодействии тёмной энергии и тёмной материи расхождение темпов расширения перестаёт быть кризисом и становится ожидаемым эффектом.
По словам физика Чикагского университета Жоржа Обьеда, взаимодействие тёмной энергии и тёмной материи может свидетельствовать об их общем происхождении. Возможную связь между этими компонентами пытаются объяснить в рамках струнной теории — представления о том, что фундаментальные частицы состоят из вибрирующих струн.
В 2019 году Кумрун Вафа и два его коллеги предположили, что масса частиц тёмной материи способна меняться со временем. В 2022 году они выдвинули идею о связи тёмной материи и тёмной энергии с дополнительным измерением, получившим название «тёмное измерение». Согласно струнной теории, помимо трёх пространственных и одного временного измерения могут существовать ещё шесть или семь измерений, обычно имеющих размеры, близкие к планковскому масштабу. При этом тёмное измерение может быть значительно крупнее — порядка микрона.
Теоретические частицы гравитоны, переносящие гравитационное взаимодействие, могли бы проникать в это расширенное измерение, приобретать массу и становиться так называемыми тёмными гравитонами. Они находились бы в тёмном измерении, но их гравитационное воздействие ощущалось бы в других измерениях, благодаря чему они могли бы выполнять роль тёмной материи.
В июльской работе 2025 года Обьед, Вафа, Алек Бедроя из Принстонского университета и Дэвид Ву из Гарвардского университета проверили эту модель на данных DESI (спектроскопического прибора для изучения тёмной энергии). Расчёты показали, что предложенный в 2019 году сценарий согласуется с наблюдениями. Модель предсказывает постепенное ослабление тёмной энергии и уменьшение массы тёмной материи, причём скорость изменения тёмной энергии пропорциональна её плотности. Вафа отметил, что из-за крайне низкой плотности тёмной энергии изменения происходят очень медленно: «Нам пришлось ждать весь возраст Вселенной, чтобы обнаружить нечто настолько малое».