УДК 524.85
Москвин С. Л., директор АНО ДО «Инноватор», Москва
Препринт, не проходил рецензирование · Версия 3 · CC BY 4.0 · Программа SRDP
Эта версия (v3): DOI 10.5281/zenodo.23697694. Предыдущие версии: v1 (11.10.2026) — DOI 10.5281/zenodo.23300743 (под названием «Саморепликация в космологии: варианты, выдержавшие проверку расчётами и данными»); v2 (15.10.2026) — DOI 10.5281/zenodo.23398423 [2]. Концептуальный DOI (все версии): 10.5281/zenodo.23300742. Статья — сопутствующая к шагам 5 и 8 главной статьи программы SRDP [1].
Коротко. Из примерно тридцати вариантов «космического копирования» работает и даёт собственное проверяемое предсказание лишь один — рождение тёмной материи «эпидемией»; в варианте со стерильным нейтрино он предсказывает линию в жёстком рентгеновском диапазоне, которую можно искать. Копирование тёмной энергии не доказано: правила его проверки на DESI DR3 зафиксированы заранее, но решат, скорее всего, лишь DESI-II и Euclid; наша модель V5 опровергнута.
Самовоспроизведение — наблюдаемое явление природы: так идут цепные реакции, работает лазер, растёт жизнь. Земля — часть Вселенной, поэтому законно спросить, есть ли такой рост на космических масштабах, — и проверить это данными. Статья входит в программу SRDP (Self-Replication of Dark Particles, «саморепликация тёмных частиц») [1]. Саморепликацией мы называем автокаталитический рост за счёт ограниченного ресурса: чем больше «копий», тем быстрее появляются новые. Около тридцати вариантов такого роста в космологии мы проверили расчётом, а лучшие — на данных Planck PR4, DESI DR2, сверхновых и роста структур. Главный фильтр — бюджет энергии: плотность компоненты при расширении растёт, только если её давление ниже минус плотности, если она забирает энергию у другой компоненты или если изменена гравитация.
Работает рождение тёмной материи «эпидемией» χ + X → χ + χ (Bringmann и др., 2021). Для стерильного нейтрино (гипотетической тяжёлой «родственницы» обычных нейтрино) расчёт главной статьи, учитывающий остывание тёмных частиц после рождения, даёт окно масс ≈ 25–140 кэВ (≈ 45–140 кэВ с учётом гравитационных линз и галактик-спутников; в версии 2 — 30–150 кэВ). Собственное предсказание — обязательная линия распада с энергией в половину массы и яркостью не ниже расчётного минимума (более слабое смешивание потребовало бы связи сильнее, чем допускают скопления галактик); вместе с пределами INTEGRAL/SPI она и задаёт верхний край окна.
Наша модель V5 (часть тёмной материи переходит в тёмную энергию) данными не поддержана: ln B ≈ −3,4 против ΛCDM (данные примерно в 30 раз лучше согласуются со стандартной моделью), а при резком переходе — сильный поздний интегрированный эффект Сакса–Вольфа (ISW; Δχ² ≈ +80…+110). Варианты главной статьи «ёмкость среды» и «размножение затухает» описывают DESI DR2 вместе с CMB и сверхновыми лучше Λ (Δχ² до −11,2 — на уровне параметризации w₀w_a), но байесово от Λ не отличаются; условия их проверки на DESI DR3 предрегистрированы до выхода данных (OSF, DOI 10.17605/OSF.IO/W328H); по расчёту мощности DR3, скорее всего, не отличит их от Λ — решать будут в основном DESI-II и Euclid. Итог: механизм тёмной материи — работает; саморепликация тёмной энергии — не доказано; V5 — опровергнуто.
Мы также различаем четыре способа копирования и приводим авторские идеи о самом акте копирования (защип, пульсация, круговорот, уплотнение) — как отправные точки для гипотез, а не как результаты.
Ключевые слова: тёмная энергия, тёмная материя, саморепликация, автокатализ, стерильное нейтрино, линия распада, взаимодействующая тёмная энергия, интегрированный эффект Сакса–Вольфа, Λ_sCDM, DESI, предрегистрация, бозе-эйнштейновский конденсат, самовоспроизведение, способы копирования, эволюция, SRDP
v3_oct2026/.Саморепликация — процесс, в котором «копии» делают новые «копии» из окружающего ресурса, и чем больше копий, тем быстрее появляются новые. Так растёт колония бактерий, распространяется эпидемия, идёт цепная реакция в реакторе.
У всех таких процессов одинаковая форма роста, похожая на букву S:
В главной статье [1] это «порог, затравка, лавинный рост, насыщение»; лабораторные примеры (рибозимы, лазер, «бозе-фейерверк», прионы) собраны в таблице её введения.
Почему искать именно в космологии. Саморепликация — не гипотеза, а наблюдаемое явление природы: так идут цепные реакции, работает лазер, растёт бозе-конденсат, и так воспроизводит себя жизнь. Земля — часть Вселенной, и всё это идёт по тем же законам физики и химии, что действуют в любой галактике. Значит, природа умеет копировать; открытым остаётся вопрос, бывает ли это где-то ещё и в каких масштабах. Это повод проверить, а не доказательство: живым копиям нужны особые условия — химия, поток энергии, запас ресурса. Поэтому мы не переносим биологию в космос, а спрашиваем, оставляет ли закон копирования след в данных о Вселенной.
В космологии два «тёмных» компонента неизвестной природы: тёмная материя (около 26 % энергии Вселенной) и тёмная энергия (около 69 %), ускоряющая расширение. Программа SRDP спрашивает: не может ли один из них возникнуть или расти по закону саморепликации? Есть и два конкретных повода:
Задача обзора — не продвигать одну идею, а проверить все варианты, которые мы смогли придумать, и разделить их по статусам главной статьи: работает (совместимо) — согласуется с данными при разумных параметрах; не доказано — не исключено, но и не подтверждено; опровергнуто — противоречит законам физики или данным; неинформативно — данные гипотез не различают. Особый случай — совместимо, неотличимо: вариант согласуется с данными, но ничем измеримым не отличается от стандартной модели.
Чтобы избежать путаницы: речь идёт об автокаталитической кинетике внутри одной Вселенной. Это не «самовоспроизводящаяся инфляция» Линде (Linde, 1986) и не космологический естественный отбор Смолина, где «размножаются» сами вселенные.
Копии могут появляться по-разному. Мы различаем четыре способа. Общее у них одно: копия строится из ресурса окружения (раздел 2); исключение — формальный уровень 0 (раздел 4), где за рост «платит» отрицательное давление.
| Способ | Как идёт копирование | Примеры в природе и лаборатории | Где в космологии |
|---|---|---|---|
| 1. Деление | копия растёт, вбирая ресурс, и делится надвое | клетки и бактерии; «активные капли» в теоретической модели — растут за счёт вещества из раствора и делятся надвое (Zwicker и др., 2017); самокопирующиеся пятна: в расчётах (Pearson, 1993) и в опыте с химической реакцией (Lee и др., 1994) | «ячейки» вакуума (раздел 4); размножающиеся частицы тёмной энергии [1, шаг 8] — способ там не задан, деление простейший вариант |
| 2. Рождение при столкновении | копия встречает частицу «сырья» и превращает её в себе подобную | эпидемия; цепная реакция; прионы — неправильно свёрнутый белок перестраивает нормальный (Prusiner, 1998); их сгустки к тому же растут и ломаются — это уже способ 1 | рождение тёмной материи χ + X → χ + χ (раздел 5) |
| 3. Сборка копии механизмом | молекулярный механизм силами притяжения (электрическими, в том числе водородными связями) подбирает из окружения детали и собирает копию, тратя энергию | ДНК в клетке (так же копируется РНК у РНК-вирусов); пара рибозимов, собирающих друг друга (Lincoln, Joyce, 2009); узоры из ДНК-плиток, скопированные на протяжении нескольких поколений при циклах нагрева и охлаждения со сшивкой ультрафиолетом (Wang и др., 2011); самовоспроизводящийся автомат фон Неймана (1966) | не найдено (раздел 11) |
| 4. Вынужденное рождение | чем больше копий в одном состоянии, тем охотнее туда переходят новые; так ведут себя только бозоны | лазер; рост бозе-конденсата (раздел 8; с механизмом 1 его роднит закон роста, а не способ копирования) | «предразогрев» после инфляции: бозоны рождаются тем быстрее, чем их уже больше (Kofman, Linde, Starobinsky, 1994, 1997). Стерильные нейтрино механизма 1 — фермионы, вынужденного рождения у них нет (а заселённость столь мала, f ≲ 4·10⁻⁴, что и запрет Паули не мешает [1, шаг 5]) |
Шаблон и механизм. В клетке ДНК — шаблон, а копию собирает отдельная машина — белок-фермент (полимераза). Каждая новая цепь — не тождественная, а дополняющая («негатив») своей цепи-шаблону; поэтому у двойной спирали ДНК обе дочерние молекулы сразу совпадают с исходной, а у одиночных цепей (РНК, ДНК-плитки) исходный узор восстанавливается только через поколение. В «мире РНК» шаблон и машина могут совпадать: рибозим Lincoln и Joyce сам собирает своего партнёра. Фон Нейман показал, что самовоспроизводящийся автомат можно построить из описания, сборщика и копировщика описания. Общее во всех физических примерах — копию собирает механизм за счёт сил притяжения и энергии окружения; поэтому третий способ мы называем сборкой копии механизмом. Энергию даёт окружение: у клетки — питание, в опыте с ДНК-плитками — циклы нагрева и охлаждения и ультрафиолет, сшивающий копию.
Где копирование, там и эволюция? Не обязательно. Для эволюции нужны три условия: копирование, наследуемые различия между копиями и отбор. Без ошибок копирования нет нового, а при слишком частых ошибках «чертёж» разрушается — это «порог ошибок» Эйгена (Eigen, 1971). Решающий вопрос — может ли копия существовать в разных состояниях и передавать их потомкам. У клеток и РНК — да; у прионов тоже: у них есть наследуемые «штаммы», и в культуре клеток наблюдали отбор между ними (Li и др., 2010). Элементарные частицы тождественны: любой электрон — точная копия любого другого. Они могут отличаться лишь состоянием (энергией, направлением движения), и состояния «соревнуются», но ничего нового не накапливается — как у фотонов в лазере. Поэтому если тёмные частицы размножаются, эволюции у них нет. Для составных копий (раздел 10) вопрос открыт. Эволюция самих вселенных — космологический естественный отбор Смолина (Smolin, 1992) — другой уровень, и здесь мы его не рассматриваем.
Расти в расширяющейся Вселенной плотность компонента может только за счёт одного из трёх источников — это следует из закона сохранения энергии и не зависит от деталей механизма.
Для любого компонента, который ни с чем не обменивается энергией, выполняется тождество:
dρ/dt = −3H(ρ + p) (1)
Здесь ρ — плотность энергии, p — давление, H — скорость расширения (параметр Хаббла), точка — изменение со временем. Простыми словами: при расширении плотность может расти, только если сумма «плотность + давление» отрицательна.
Итак, у роста любого компонента только три источника:
Кинетика саморепликации задаёт только форму роста (S-кривая), но не даёт энергии: она всегда приходит из одного из трёх источников. Это правило — главный фильтр обзора: большинство красивых идей не смогли указать, откуда берётся энергия.
Из ничего — ничего: пример с весами. В XVII веке ван Гельмонт пять лет растил иву в кадке: дерево прибавило около 74 кг, а земля потеряла лишь около 57 г (опубликовано в 1648 г.). Сам он решил, что дерево сделано из воды; позже выяснилось, что основную часть сухого вещества растение берёт из углекислого газа воздуха. В любом случае вещество пришло из окружения. Тот же опыт сегодня: поставим на весы запаянную колбу с питательным бульоном и несколькими бактериями. Через сутки бактерий станет во много раз больше, а колба будет весить столько же: новые клетки построены из бульона, а часть бульона превратилась в углекислый газ и воду, которые остались внутри (закон сохранения массы Ломоносова — Лавуазье). Закроем колбу ватной пробкой — и она полегчает: газ уйдёт наружу. Измерения отдельных клеток показывают то же изнутри: перед делением клетка набирает массу из окружающего раствора, и у всех четырёх изученных типов клеток тяжёлые клетки росли быстрее лёгких (Godin и др., 2010). Уравнение (1) говорит то же на языке космологии: если копий стало больше, за них кто-то заплатил.
Космологический пример. У вещества давление около нуля, и оно при расширении разрежается; у вакуума давление равно минус плотности, и плотность постоянна. Чтобы она росла, давление должно быть ещё ниже («фантомная» энергия) — или энергию надо взять у кого-то ещё. В главной статье [1, шаг 8] для популяции размножающихся частиц записано ρ̇ + 3Hρ = rρ, где r — темп репликации; плотность постоянна, когда r = 3H. Это не исключение из правила, а его частный случай: член rρ — приток энергии, и за него по-прежнему кто-то «платит» (в однородной записи — эффективное отрицательное давление рождения p = −rρ/(3H) (Prigogine и др., 1989), то есть источник 1; при обмене с другой компонентой — источник 2).
Каждый вариант мы переводили в уравнения, считали историю расширения и сравнивали с теми же данными, что используют крупные коллаборации.
| Что измеряет | Данные |
|---|---|
| Реликтовое излучение («снимок» Вселенной в возрасте 380 тыс. лет): состав и геометрия ранней Вселенной | Planck PR4 |
| Искривление реликтового излучения массами (линзирование): сколько материи и как она скучилась | Planck 2018 |
| «Стандартная линейка» в распределении галактик (BAO): история расширения до 11 млрд лет назад | DESI DR2 |
| Сверхновые типа Ia («стандартные свечи»): расстояния и ускорение расширения | Pantheon+; для проверки — DES-Dovekie, Union3, DES Y5 |
| Скорости галактик (искажения в красном смещении, RSD): скорость роста структур | eBOSS DR16, 6dFGS |
| Отношение расстояний по лесу Лайман-альфа (эффект Алкока–Пачиньского) при z = 2,33 | DESI DR2 Лайман-альфа |
Словарик.
Инструменты. Быстрые проверки — на сжатых данных реликтового излучения, лучшие варианты — полным расчётом в CLASS с добавленной перекачкой энергии между тёмными компонентами. Каждую идею прогоняли через «консилиум» независимых ИИ-агентов с ролями (теоретик, рецензент-космолог, фактчекер, критик-опровергатель) и поиском по литературе; ссылки и числа мы сверяли с первоисточниками.
Правило отбора. Вариант считается опровергнутым, только если его опровергают измерения или строгий расчёт. Вариант, который с данными согласен, но ничего нового не предсказывает, получает статус «совместимо, неотличимо»: его ценность может проявиться позже, в общей рамке.
Статус: совместимо, неотличимо от Λ. Самый простой и надёжнее всего подтверждённый вариант — математически он совпадает с космологической постоянной Λ.
Идея. Пусть пространство состоит из «ячеек» с одинаковой энергией, которые при расширении не растягиваются, а «размножаются», каждая со своей порцией энергии. Тогда плотность энергии вакуума постоянна, а полная энергия растёт пропорционально объёму.
Ровно так и ведёт себя космологическая постоянная. Из первого начала термодинамики при давлении p = −ρ:
d(ρV) = −p dV = ρ dV ⇒ ρ = const, E ∝ V ∝ a³ (2)
Здесь V — объём, a — масштабный фактор. Энергия вакуума растёт вместе с объёмом, и работу за неё «оплачивает» отрицательное давление. Правило бюджета из раздела 2 соблюдено. В главной статье [1, шаг 8] тот же фон получается у популяции частиц с «рабочей частотой» репликации r = 3HΩ_Λ (темп там отнесён к полной плотности Вселенной; в расчёте на саму тёмную энергию это r = 3H, как в разделе 2): она воспроизводит фон стандартной модели и по нынешним данным от него неотличима.
Что говорят данные. Ни одно измерение не опровергает ΛCDM на уровне 5σ; намёк DESI DR2 на меняющуюся тёмную энергию (раздел 1) пока ниже порога открытия. Если будущие данные поднимут это до 5σ, чистая Λ — а с ней и этот вариант — будет исключена.
Что известно. Мысль старая: McCrea (1951) объяснял постоянное «рождение» в стационарной Вселенной отрицательным давлением вакуума, Padmanabhan (2012) описал расширение как «появление пространства», а ближе всего — «Самореплицирующиеся ячейки пространства» Vertigan (2007). Наша формулировка — простейший частный случай той же картины, приоритета на неё мы не заявляем.
Ограничения. Собственных предсказаний нет: ни один измеримый параметр не отличает вариант от Λ. Настоящая решётка ячеек нарушила бы принцип относительности (выделенная система отсчёта жёстко ограничена опытами), а случайные ячейки дают «вечно присутствующую Λ» Соркина, которая пока не даёт надёжного отличия от Λ.
Почему «уровень 0». Это точка отсчёта, а не основа остальных механизмов: всё, что совпадает с Λ, получает статус «совместимо, неотличимо».
Статус: работает (совместимо), есть собственное проверяемое предсказание. Единственный механизм обзора, опубликованный в ведущем журнале (Bringmann и др., Physical Review Letters, 2021); в главной статье [1, шаг 5] он пересчитан и доведён до окна масс и обязательной линии распада.
Идея. В ранней Вселенной, в горячей плазме, есть частицы «топлива» X. Немного тёмных частиц χ рождается медленным обычным процессом (затравка): для стерильного нейтрино — осцилляциями обычных нейтрино через малый угол смешивания θ (механизм Додельсона–Уидроу), в варианте «портал Хиггса» — обычным медленным рождением из плазмы (freeze-in). Дальше каждая тёмная частица, столкнувшись с частицей топлива, превращает её в ещё одну тёмную:
χ + X → χ + χ (3)
Число тёмных частиц растёт как эпидемия (авторы сами сравнивают процесс с пандемией); когда Вселенная остывает и топливо исчезает, наступает остановка размножения (freeze-out). Итоговое количество тёмной материи слабо зависит от затравки: если «зародышей» в 10 000 раз меньше, по Bringmann и др. достаточно усилить взаимодействие на 22 % (по расчёту главной статьи — на 17–27 % для скалярной частицы на тепловом топливе) [1, шаг 5].
Две конкретные реализации (массы частиц даны в единицах энергии: 1 кэВ — тысяча электронвольт; масса электрона ≈ 511 кэВ, протона ≈ 1 ГэВ):
| Вариант | Тёмная частица | Типичная масса | Статус |
|---|---|---|---|
| «Портал Хиггса» (в [1] — модель A, скаляр на тепловом топливе; с бозоном Хиггса связано топливо, а не сама тёмная материя) | скалярная частица | ГэВ и выше: в модельном примере 1 ГэВ при топливе 2 ГэВ; в реализации с порталом Хиггса топливо ≈ m_h/2 ≈ 63 ГэВ (Bringmann и др., 2021; Bhatia, 2025) | работает; тёмная материя холодная и по структурам неотличима от обычной; обязательной линии нет |
| Стерильное нейтрино (в [1] — модель B, с медиатором Φ) | «тяжёлое» нейтрино ν_s; «пищей» служат обычные нейтрино | десятки кэВ | работает в окне ≈ 25–140 кэВ; есть обязательная линия распада |
Версия 2. Лёгкая тёмная материя «размывает» мелкие структуры; это измеряется по лесу Лайман-альфа — линиям поглощения в спектрах далёких квазаров. В версии 2 окно 30–150 кэВ было снято с рис. 3 Bringmann и др. (2023) при пределе Iršič и др. (2024), m_WDM > 5,7 кэВ (m_WDM — масса «эквивалентной» тёплой тёмной материи; длина свободного пробега ≈ 0,065 Мпк; угол смешивания стерильного нейтрино с обычными sin²2θ ≈ 10⁻¹⁷–10⁻¹⁴), с точностью ≈ 20–30 % по массе и экстраполяцией к пределу.
Версия 3 (по расчёту главной статьи [1, шаг 5]). Коротко: окно чуть сдвинулось вниз, потому что тёмная материя после рождения остывает и оказывается холоднее, а верхняя граница теперь посчитана, а не снята с графика. Подробнее:
| Версия 2 | Версия 3 [1, шаг 5] | |
|---|---|---|
| Нижний край | ≈ 30 кэВ | ≈ 25 кэВ по лесу Лайман-альфа (≈ 45 кэВ с линзами и спутниками) |
| Верхний край | ≈ 150 кэВ (по графику) | ≈ 140 кэВ (минимальная яркость линии против INTEGRAL/SPI; ≈ 75–300 кэВ по вариантам прочтения пределов и σ/m при m_Φ = 3m_s; при m_Φ = 5m_s — ≈ 150–160 кэВ в базовом прочтении, до ≈ 500 кэВ в мягком) |
| Рентген / гамма | «окно в основном недоступно» | линия обязана быть; у верхнего края её уже ограничивает SPI, в нижней части окна она пока ниже чувствительности |
| 12 кэВ (эталонная точка BP1 Bringmann и др., 2023) | закрыта | исключена: эквивалент тёплой тёмной материи 2,0–2,3 кэВ ниже пределов 3,1–5,7 кэВ по лесу Лайман-альфа (от консервативного до самого жёсткого; Iršič и др., 2024); при прежнем пределе 1,9 кэВ, принятом у Bringmann и др., она проходила |
| 20 кэВ (эталонная точка BP2) | на границе | на границе по лесу Лайман-альфа (эквивалент тёплой ТМ 3,5–6,0 кэВ), исключена по линзам и спутникам (Nadler и др., 2021) |
Окно ≈ 25–140 кэВ — область, разрешённая данными. Собственное предсказание SRDP — обязательная линия минимальной яркости; окно — её следствие при нынешних данных. Нижний край общий для любой тёплой тёмной материи, поэтому сам по себе механизм не выделяет.
Оговорка. Закончив рост, тёмная материя не «помнит», как родилась: по структурам механизм неотличим от других, отличает его лишь обязательная линия. Чувствительность к связи высока (d ln Ω / d ln λ = 12–67: изменение силы взаимодействия на 1 % меняет количество тёмной материи на 12–67 %): по заранее записанному в [1] критерию это тонкая настройка — минус, но не провал.
Статус: опровергнуто (версия 2 — байесово сравнение; версия 3 — исправленный расчёт возмущений).
В версии 1 V5 и её двухпараметрическое «ядро» (тёмная энергия появляется сразу в момент z_t и дальше не меняет уравнения состояния) выглядели лучше ΛCDM. Проверка октября 2026 года показала:
Ниже раздел сохранён как запись проверки версии 1; его числа верны для тех данных и той (приближённой) формы возмущений, а выводы о статусе заменены приложениями A6 и A7.
Идея. Часть тёмной материи (около 8 %) — «резервуар», который с некоторого момента переходит в тёмную энергию X с отрицательным давлением, причём тем быстрее, чем больше X уже есть; когда резервуар исчерпан, рост прекращается. Энергию платит тёмная материя (источник 2 из раздела 2): сегодня её на 7,6 % меньше, чем в ранней Вселенной.
Почему это было интересно. Данные DESI предпочитают тёмную энергию, у которой «кажущееся» давление в прошлом было ниже вакуумного, а сегодня выше; у поля такое поведение обычно неустойчиво, а в V5 получается естественно: пока идёт перекачка, тёмная энергия выглядит «фантомной», хотя сама X обычная. Этот эффект известен (Das, Corasaniti, Khoury, 2006; для DESI — Guedezounme, Dinda, Maartens, 2026).
Две формы возмущений. Возмущения — малые отличия плотности от среднего, из которых вырастают галактики; от них зависит, увидит ли новую тёмную энергию реликтовое излучение. V5-A — каждая частица теряет одну и ту же долю массы; V5-B — энергия уходит равномерно из каждой точки пространства. На историю расширения выбор не влияет, на рост скоплений галактик — сильно.
Результаты полного расчёта версии 1 (Planck PR4 + линзирование Planck + DESI DR2 + Pantheon+ + RSD; X — в приближении PPF, см. A7). Относительно ΛCDM (S8 = 0,813): ядро V5 (2 доп. параметра) — Δχ² = −7,5, ΔAIC = −3,5, S8 = 0,824 (сейчас опровергнуто, A7); V5-B (логистический переход, 3 доп. параметра) — −7,5, ΔAIC = −1,5; плавная ступенька — −7,6 (ΔAIC −1,6), неотличима от V5-B; V5-A — ≈ −3,1 (ΔAIC +2,9). V5-A и V5-B опровергнуты (A6). CPL (2 параметра, описание без механизма) — −8,6 (ΔAIC −4,6, S8 = 0,829). Полная таблица — в версии 2 [2] и в README архива.
Что показала абляция. Выигрыш появляется, только когда до z ≈ 2,8 тёмной энергии практически нет, а после w ≈ −0,9 (wCDM и перекачка с w_X = −1 его не дают); набирали его BAO DESI (−2,9), сверхновые (−3,0) и рост структур (−1,0), вклад реликтового излучения ≈ −0,5 (у CPL −3,0). Логистика, плавная ступенька и мгновенное включение дают одинаковый χ² (разница 0,1; в быстром конвейере −9,5, −9,5 и −9,4), так что автокаталитическая форма перехода данными не различается («неинформативно»). Точность минимизатора — около ±1 по χ² (wCDM и V5 с w_X = −1 остановились на 0,8 и 1,0 выше ΛCDM, хотя содержат её).
Проверка на других сверхновых (быстрый конвейер). С DES-Dovekie, Union3 и DES Y5 ядро V5 даёт ΔAIC от −6,8 до −12,7 (CPL — от −7,1 до −14,6) при z_t = 2,78–2,83; выборки не независимы (DES-Dovekie — перекалибровка DES Y5, у Pantheon+ и DES Y5 общие близкие сверхновые). Как выяснилось позже (A6), z_t ≈ 3 — не «особое время», а вырождение у края данных: переход ставится сразу над последней точкой BAO DESI (z = 2,33). Эти таблицы и предсказание fσ8 версии 1 — в версии 2 [2] и в архиве.
Что известно до нас. Класс «взаимодействующей тёмной энергии» изучается давно (Amendola, 2000). Близкие предшественники V5: Nishiyama и др. (2004), Arévalo, Bacalhau, Zimdahl (2012), Guo, Yu, Ren (2017), Perez и др. (2014), Paliathanasis, Duffy (2026), Ahlen и др. (2025); ближайшие аналоги «ядра»: Martins, Prat Colomer (2018), PEDE и GEDE (Li, Shafieloo, 2019, 2020), Λ_sCDM (Akarsu и др., 2021; Yadav и др., 2026), Zhang и др. (2026), Paliathanasis (2026), Scherer и др. (2025). По Wang, Yu и Wu (2026), при свободной эволюции w предпочтение взаимодействию в DESI DR2 ослабевает — как и в нашей абляции: данные видят не механизм, а форму истории тёмной энергии.
Урок для программы. Фон (BAO и сверхновые) не отличает «перекачку» от любой другой поздней тёмной энергии, а возмущения отличают — они и исключили рождение тёмной энергии из тёмной материи. Поэтому в главной статье [1, шаг 8] варианты «ёмкости среды» помечены как предварительные: возмущения в них ещё не учтены.
После отказа от V5 линия «тёмная энергия как популяция размножающихся частиц» продолжена в главной статье [1, шаг 8] (DESI DR2 + реликтовое излучение + сверхновые; Δχ² относительно Λ; ln B — против Λ при широких приорах; все подгонки по DR2 сделаны до предрегистрации и без учёта возмущений):
| Вариант | Доп. параметров | Δχ² | ln B против Λ | Статус |
|---|---|---|---|---|
| Постоянный темп r = const | 1 (r) | ≈ +42…+58 по BAO при Ω_m из реликтового излучения; со свободной Ω_m по одному BAO не хуже Λ | — | опровергнуто только вместе с Ω_m из реликтового излучения (≈ 6–7σ) |
| Рабочая частота r = 3HΩ_Λ | 0 | 0 (фон как у Λ) | 0 | совместимо, неотличимо |
| Поле, выходящее из покоя (thawing; Caldwell, Linder, 2005) | 1 (λ) | на 5–10 хуже, чем у w₀w_a | −0,7…0 (≈ +2,1 с DES Y5 до перекалибровки) | рабочая гипотеза, не лучше Λ |
| Постоянная ёмкость среды (D) | 1 (lr) | −3,9 | −1,26 (≈ −1,0 при приорах SRDP) | не доказано |
| Убывающая ёмкость (A; K ∝ a^−β) | 2 (lr, β)* | −7,6* | −1,76 (≈ −1,0 при приорах SRDP) | не доказано |
| Поедание ёмкости (P) | 3 (lr, lx, ε) | −7,5 | — | не доказано (вторичная модель предрегистрации, только отчёт); с ростом структур и полным реликтовым излучением — в статье №4 [3] |
| Убыль ёмкости на долю f за рождение (G) | 2 (lr, lf) | ≈ −8,6 (лучшая точка DR2) | ≈ −0,4…0 (по варианту приора) | не доказано; предрегистрирован |
| Размножение затухает (r ∝ a^−γ) | 2 (lr, γ) | −11,2 | ≈ +0,55; после поправки на перебор от ≈ −0,5 (три идеи до расчёта, −ln 3) до ≈ −1,8 (все 11 законов): ничья | не доказано |
| w₀w_a (для сравнения) | 2 | −10,9 | −0,93 | параметризация без механизма |
* Доп. параметров — сверх ΛCDM. Для убывающей ёмкости Δχ² получено со свободной начальной заселённостью (3 параметра: lr, lx, β), ln B — со стартом на ёмкости (2 параметра, модель A предрегистрации). Буквы A, D, G, P — обозначения моделей в предрегистрации; они не связаны с формами возмущений A и B (раздел 6) и с моделями A и B тёмной материи в [1, шаг 5].
Самый интересный результат — вариант «размножение затухает». Ёмкость постоянна, затухает темп копирования: пока r/H растёт, популяция догоняет ёмкость (w < −1), после максимума r/H (около z ≈ 1) отстаёт (w > −1). Поэтому пересечение w = −1 при z ≈ 0,45, на которое указывают реконструкции DESI (Lodha и др., 2025), следует из самой кинетики. Собственное предсказание: через ~10–35 млрд лет темп упадёт ниже порога 3H и тёмная энергия начнёт «вымирать»; ускорение расширения при этом прекратится значительно позже — через ≳ 100 млрд лет (при γ = 1 не прекращается).
Общая проверка вариантов «ёмкости» — недостача тёмной энергии при z ≳ 2 («включение» при z ≈ 2–3; у затухающего размножения его нет); её проверят BAO по лесу Лайман-альфа (на DESI DR3 мощности почти нет, решит DESI-II) — в той же области, где в A6 оказался переход у ядра V5 и Λ_sCDM.
Предрегистрация. Условия проверки на DESI DR3 — модели, приоры, метод и пороги — зафиксированы 24.10.2026, до выхода данных; хеши SHA-256 основного файла и дополнений 1–3 приведены в [1, прил. Г] (дополнение 1 добавило вариант G, дополнение 2 — «размножение затухает», дополнение 3 — расчёт мощности на моках DR3, критериев не меняющий). Публичная регистрация на OSF — 25.10.2026, до выхода DR3: osf.io/w328h (DOI 10.17605/OSF.IO/W328H). Предрегистрированы четыре модели: убывающая ёмкость (A), постоянная ёмкость (D), убыль ёмкости на долю f за рождение (G) и «размножение затухает»; поедание ёмкости (P) записано в предрегистрации как вторичная модель — только отчёт, без вердикта и вне поправки на число моделей. Выигрыш засчитывается, только если он есть на всех трёх выборках сверхновых (Pantheon+, Union3, DES-Dovekie) и переживает поправку на число проверяемых моделей — их четыре, отсюда ln 4: ln B > +1 + ln 4 ≈ +2,4 против Λ и > 0 против w₀w_a — по приросту свидетельства за счёт DR3 (условное ln B DR3 | DR2), а не по полным ln B из таблицы. Что DR3 может и чего не может решить. По расчёту мощности на моках DR3 (дополнение 3) ожидаемый вердикт при любой истинной модели — «не различимо»: вероятность выигрыша ≤ 0,16, ложного выигрыша при истинной Λ ≤ 0,003. Негативный вердикт при реальных выборках сверхновых недостижим, поэтому DR3 может (с малой вероятностью) зафиксировать выигрыш, но опровергнуть эти варианты не может; различать их будут в основном DESI-II и Euclid, в том числе проверка недостачи тёмной энергии при z ≳ 2 по BAO леса Лайман-альфа. Постоянная ёмкость (D) содержит Λ как частный случай, поэтому негативный вердикт для неё означает лишь, что исключена её отличная от Λ часть [1, шаг 8].
Статус: не доказано (феноменология без источника энергии). В модели V3 из наших предыдущих работ (не путать с версией 3 этой статьи) тёмной энергии практически нет до z ≈ 2,4, затем она быстро нарастает по логистике; фон согласуется с BAO и сверхновыми (Δχ² ≈ −8,3 в быстрой проверке). Но источник энергии не указан: без источника рост требует фантомного уравнения состояния (раздел 2), а с источником в тёмной материи (это и есть ядро V5) она исключена эффектом ISW (A7). Вывести момент перехода из механизма саморепликации не удалось (A7); единственное следствие логистики — ширина перехода ΔN ≈ 0,010–0,014.
Статус: не доказано (условно). Почему тёмная энергия появилась при z ≈ 2,4–2,8? Возможно, тогда стало нерелятивистским самое лёгкое нейтрино массой около 1,6–2,2 мэВ. Это порог, а не источник энергии: само нейтрино сегодня несёт примерно в 20 000 раз меньше энергии, чем тёмная энергия. При нормальном порядке масс вариант предсказывает сумму масс нейтрино 0,060–0,061 эВ, что совместимо с нынешним пределом < 0,064 эВ. Проверка — порядок масс (JUNO, DUNE: обратный порядок несовместим с условием варианта) и сумма масс: значение больше 0,065 эВ опровергает вариант.
Статус: не доказано (условно, только с экранированием). Если сама сила гравитации медленно меняется, тёмная энергия может «расти», ничего ни у кого не забирая (источник 3 из раздела 2). Мы проверили 390 случайных вариантов неминимальной связи поля с гравитацией:
Итог: вариант возможен, только если вблизи Солнца и Земли эффект подавлен («экранирование»); эту линию («гравитация с полем, выходящим из покоя») развивают Ye и др. (2025) и Wolf и др. (2025).
Закон роста, на котором построен механизм 1, наблюдается в лаборатории (это иллюстрация, а не подтверждение; физика разная — в конденсате рост даёт бозонная стимуляция, в механизме 1 столкновения, а стерильное нейтрино вообще фермион, — общее лишь уравнение роста): атом из тёплого облака переходит в бозе-эйнштейновский конденсат тем охотнее, чем больше атомов там уже есть (бозонная стимуляция):
| Роль | Рост конденсата | Механизм 1 (тёмная материя) |
|---|---|---|
| «Копии» | атомы в конденсате | тёмные частицы χ |
| «Ресурс» | тёплое облако атомов | частицы топлива X |
| «Зародыш» | самопроизвольный переход одиночного атома (слагаемое «+1» в уравнении 12) | первые частицы, рождённые без размножения (у стерильного нейтрино — через смешивание с обычными нейтрино) |
В обоих случаях рост качественно описывается одним уравнением (логистика с затравкой, приложение A4).
Проверка на данных. Мы оцифровали кривые роста конденсата рубидия-87 (Köhl и др., Physical Review Letters, 2002) и сравнили рост с самоускорением (закон SRDP) и простую релаксацию без стимуляции. Контроль оцифровки: скорость первой стадии 49·10³ атомов/с против (44 ± 8)·10³ у авторов.
Рис. 1. Рост бозе-эйнштейновского конденсата: данные Köhl и др. (2002) и две модели — самоускоряющийся рост (логистика с затравкой) и простая релаксация.
| Опыт | Самоускоряющийся рост, χ² | Простая релаксация, χ² | ΔAIC |
|---|---|---|---|
| Быстрое охлаждение (19 точек) | 5,5 | 10,4 | −2,9 |
| Медленное охлаждение (23 точки) | 17,1 | 31,9 | −12,8 |
Отрицательная ΔAIC: закон саморепликации лучше даже с учётом лишнего параметра. Davis и Gardiner (2002) называют «характерными S-образными» кривые, измеренные в MIT (Miesner и др., 1998).
Границы аналогии. Аналогия — по форме роста, а не по гравитации. Для медленного охлаждения равноценно описание авторов «две стадии» (по AIC неотличимо от логистики; релаксация хуже обоих); ресурс в опыте подпитывается охлаждением; точки сняты с графиков, так что ΔAIC приближённые, а более реалистичные модели без стимуляции мы не проверяли. Другие лабораторные репликаторы (рибозимы, лазер, «бозе-фейерверк», прионы) собраны во введении главной статьи [1].
Большинство идей отсеяно одним из трёх аргументов: неоткуда взять энергию (раздел 2), противоречие данным или неустойчивость. Отрицательный результат показывает, куда искать не стоит.
| Вариант | Что предлагалось | Почему не сработало |
|---|---|---|
| Копии-объекты (частицы, солитоны, нити, стенки) | тёмная энергия — размножившиеся объекты | ведут себя как вещество (w = 0), нити (w = −1/3) или стенки (w = −2/3); ускорения нет |
| Решётка или «поток» пространства | пространство из реальных ячеек | выделенная система отсчёта, жёстко ограничена опытами |
| Фазовые переходы вакуума | вакуум переходит в состояние с большей энергией | самопроизвольные переходы идут вниз по энергии |
| Поля с необычной кинетической энергией P(X, φ) | поле само наращивает плотность | для k-эссенции переход через w = −1 неустойчив (Vikman, 2005); с «кинетическим плетением» (Deffayet и др., 2010) возможен — не исследовано |
| Смешивание с гравитацией (теории Горндески) | рост через «плетение» поля и метрики | GW170817 (скорость гравитационных волн; Creminelli, Vernizzi, 2017; Ezquiaga, Zumalacárregui, 2017) закрывает лишь часть класса; остальное — не исследовано (частный случай — 7.4) |
| Симметрон, хамелеон | пороговое «включение» тёмной энергии | сами дают w ≥ −1; w < −1 — только через связь с материей, то есть класс V5 |
| Буквальный бозе-конденсат тёмной энергии | тёмная энергия — конденсат частиц | конденсат массивных частиц ведёт себя как вещество (w ≈ 0) |
| q-теория (Клинкхамер, Воловик) | вакуум как саморегулирующаяся среда | тёмная энергия там релаксирует, а не растёт |
| Унимодулярная гравитация с «весом из ничего» | не весящая энергия вакуума обретает вес | сумма «материя + Λ» сохраняется: Λ растёт только за счёт материи (Josset, Perez, Sudarsky, 2017) |
| Перекачка тёмной материи в Λ с постоянной скоростью | «унимодулярная диффузия» | выигрыш (Δχ² = −4,7) лишь ценой подстройки 1 к 300 000 |
| Чёрные дыры, связанные с расширением | тёмная энергия — растущие чёрные дыры (Farrah и др.) | в нашем упрощённом расчёте Δχ² = +8,4 (у Ahlen и др., 2025, со сверхновыми от +5 до +22); нужна половина всех барионов в чёрных дырах |
| Связанная квинтэссенция как микромодель V5 | поле забирает массу у тёмной материи | нужна связь β ≈ 1, Planck допускает лишь β порядка сотых (Pettorino, 2013; Planck 2015 XIV) |
| V5 и её ядро (версии 2–3) | тёмная энергия из части тёмной материи | ln B ≈ −3,4 против ΛCDM (A6); при учёте возмущений поздний эффект ISW Δχ² ≈ +80…+110 (A7; в форме A, полевая реализация не проверена) |
| Газ Чаплыгина и логотропная жидкость [1, прил. А] | единая тёмная среда | фон Δχ² ≈ +215; рост структур σ₈ ≈ 0,48; для единой тёмной среды это известно со времён Sandvik и др. (2004) |
| Тёмная материя как локально «сжатая» тёмная энергия [1, прил. А] | гало — сгустки тёмной энергии | у вакуума нет инерции; перепад давления на границе в 10³–10⁷ раз сильнее гравитации гало |
Из исходного списка 20 образных вариантов (часть примерно тридцати проверенных; каждый назван по лабораторному образу — «прион», «РНК-клон» и т. п.) 16 отсеяны как механизмы тёмной энергии; «прион» дожил до V5, «РНК-клон» — до саморепликации тёмной материи (по классификации раздела 1.1 это способ 2, рождение при столкновении), «ячейки пространства» — до уровня 0.
Разделы 4–9 проверяли, растёт ли что-то по закону копирования. Но ни один из них не отвечает, как именно одна копия становится двумя. Ниже — четыре идеи автора (С. Л. Москвин) об этом. Это не гипотезы и не результаты: у них пока нет уравнений и проверяемых предсказаний. Мы приводим их как отправные точки и для каждой указываем физического «родственника» — явление, где подобное уже наблюдалось или рассчитано, — и что нужно, чтобы идея стала гипотезой.
В идеях фигурирует «среда» — то, из чего строятся копии. В программе SRDP это гипотетическая первичная среда [4, 5] (не путать с «ёмкостью среды» в разделе 7.1, где речь о запасе для популяции частиц). Для идей ниже достаточно, что у копий есть ресурс окружения. Копия-сгусток строится из среды, поэтому правило бюджета (раздел 2) обязательно: за каждую копию кто-то платит.
1. Защип. Образ: среда закручивается и пережимается до предельной плотности — так возникает сгусток; растянутый сгусток пережимается посередине и разделяется на два. Родственники: в плазме ток создаёт кольцевое магнитное поле вокруг шнура, оно сжимает шнур («пинч»), а затем шнур перетягивается в цепочку сгустков (неустойчивость типа «сосиски»; Kruskal, Schwarzschild, 1954) — пример «среды иного рода», где к уплотнению ведёт не вращение вещества, а поле тока; это деление без роста; распад струи на капли (Rayleigh, 1878) — деление без роста; «активные капли» в теоретической модели растут за счёт вещества из раствора, вытягиваются в «гантель» и делятся (Zwicker и др., 2017); пятна в химической реакции растут за счёт «корма» и делятся надвое (расчёт на модели Грея — Скотта: Pearson, 1993; опыт в реакции ферроцианид — иодат — сульфит: Lee и др., 1994). Способ: 1. Что нужно: источник, который держит среду вдали от равновесия, — без него сгустки сливаются и их число падает (крупные «съедают» мелкие); что задаёт критический размер; темп деления.
2. Пульсация. Образ: сгусток колеблется; каждый цикл вбирает порцию среды и, перейдя критический размах, отпускает копию. Родственники: «осциллоны» — долгоживущие пульсирующие сгустки поля, которые в расчётах во множестве возникают из колеблющегося поля после инфляции (Amin и др., 2012); параметрический резонанс («предразогрев»), при котором колебания поля лавинно рождают частицы (Kofman, Linde, Starobinsky, 1994, 1997) — но там колеблющееся поле не копирует себя, а расходуется на рождение других частиц. Способ: 1 или 4. Что нужно: что задаёт частоту; откуда энергия раскачки; почему копирование не гаснет. Резонанс предразогрева выключается быстро: рождённые частицы забирают энергию колебаний, а расширение сбивает настройку, — это стадия насыщения S-кривой; идее нужен источник, который возобновляет ресурс.
3. Круговорот. Образ: среда течёт сквозь сгусток по замкнутому пути (вихрь, кольцо), затягивая новый материал; при перезамыкании одно кольцо распадается на несколько. Родственники: в сверхтекучем гелии при встречном течении квантованные вихри размножаются: длина вихрей растёт тем быстрее, чем её больше, за счёт энергии течения, а распад сплетения ограничивает рост (уравнение Винена; Vinen, 1957) — это самый близкий родственник идеи, а по типу роста (самоускорение с насыщением) — и закона статьи (приложение A4), хотя показатели степени там другие; вихревое кольцо, которое питает струя, растёт до предельной «закрутки» и отрывается от струи (Gharib и др., 1998); вихревые узлы и сцепленные кольца в воде после перезамыканий распадаются на отдельные кольца (Kleckner, Irvine, 2013) — деление без роста. Способ: 1. Что нужно: закрутка (циркуляция) сохраняется — каждое дочернее кольцо наследует её у родителя, так что деление само по себе ничего не умножает (теорема Кельвина); нужен источник, который создаёт новую закрутку, как встречное течение у Винена.
4. Уплотнение. Образ: среда сгущается до порога, после которого сгусток дробится; если каждое уплотнение облегчает появление следующего, это стимуляция. Родственники: дробление газового облака на звёзды под действием собственной гравитации (неустойчивость Джинса; Jeans, 1902); вынужденное рождение (раздел 8) — только для бозонов. Способ: 1 (дробление) или 4 (стимуляция). Что нужно: что задаёт порог и размер копии; почему дробление останавливается; связь с окном масс механизма 1 (раздел 5) — только для дробления: окно получено для стерильного нейтрино, фермиона, у которого стимуляции нет.
Где здесь копирование. Не каждый «родственник» — копирование: распад струи, перетяжки плазменного шнура, распутывание вихревых узлов и столкновения колец (Lim, Nickels, 1992) только делят готовое на части, ничего не вбирая из среды. Под определение статьи (автокатализ: копии растут за счёт ресурса и делятся, так что чем их больше, тем быстрее появляются новые) подходят делящиеся капли (модель), самокопирующиеся пятна (опыт) и размножение вихрей у Винена. Отрыв кольца от струи показывает лишь половину акта — рост за счёт среды до предела и отделение, — но не размножение: одна струя даёт одно кольцо. Именно рост за счёт среды, повторяющийся в каждой копии, и должна добавить каждая идея.
Главное требование для тёмной энергии. Отдельные копии-объекты — частицы, капли, кольца — ведут себя как вещество (w = 0; раздел 9, первая строка таблицы); осциллоны тоже. Как вакуум (w ≈ −1) популяция выглядит, только если копии непрерывно рождаются, возмещая разбавление (r = 3H в записи раздела 2), а рождение «оплачено»: в однородной записи главной статьи [1, шаг 8] приток выглядит как отрицательное давление рождения (источник 1 раздела 2), но эта запись не говорит, откуда берётся энергия, — это должна указать сама идея. Кроме того, популяция не должна скучиваться, как вещество: именно это исключило ядро V5 (A7). Поэтому идеи естественнее подходят для тёмной материи.
Связь с другими работами программы. В сопутствующей статье о гравитации [4] пульсации и вихри без чистого расхода исключены как механизм притяжения: они не дают закона гравитации нужного вида. Здесь речь о другом — о самом копировании, и тот вывод на эти идеи не распространяется. Оговорка для «защипа» как образа устройства частицы: в обычной жидкости или газе закрутка понижает давление в ядре вихря (в газе — и плотность), а не уплотняет его, так что нужна среда иного рода [4, таблица 3] — например, плазма с током (см. «Защип»).
Чего мы не утверждаем. Что тёмная энергия или тёмная материя — сгустки среды и что такая среда существует. Идея станет гипотезой, когда получит уравнение, из которого следуют темп копирования, размер копии, давление популяции и её возмущения. Дальше её можно проверять тем же путём, что и варианты разделов 4–9: история расширения, возмущения, данные.
Новое здесь — систематическая проверка вариантов на единых данных и несколько расчётов (предшественники — в разделах 4–8). Классификация способов копирования (раздел 1.1) и идеи раздела 10 — систематизация без заявки на результат.
Уточнение. Саморепликация здесь — автокатализ: рост пропорционален уже имеющемуся количеству. Нейтринные часы и «меняющаяся сила веса» — не автокатализ, а условия для роста; уровень 0 — рост без ресурса и насыщения. Варианта с наследуемой информацией (в смысле фон Неймана или биологии) на космологических масштабах мы не нашли.
Статусы V3 и «меняющейся силы веса» — не доказано (разделы 7.2 и 7.4); своих проверяемых предсказаний у них нет. Идеи раздела 10 статуса не имеют: это ещё не гипотезы.
| Вариант | Статус | Предсказание | Чем проверить | Что опровергнет |
|---|---|---|---|---|
| Саморепликация тёмной материи (Bringmann и др.), стерильное нейтрино | работает (PRL; Bhatia; [1, шаг 5]) | линия распада m/2 не слабее расчётного минимума; окно ≈ 25–140 кэВ | сверху — архив INTEGRAL/SPI (2003–2025) и NuSTAR (при массах 25–40 кэВ минимальную линию пока не достаёт ни один инструмент); снизу — переписи спутников (Rubin, 2030–2035: ≈ 44–59 кэВ по одной популяции, ≈ 88–100 кэВ по двум) | нижняя граница выше верхнего края; линии нет там, где она обязана быть |
| Саморепликация тёмной материи, портал Хиггса | работает (холодная, по структурам неотличима) | (топливо связано с бозоном Хиггса) тёмная материя тяжелее топлива нестабильна и медленно распадается через Хиггс; для реликтового излучения распад заметен лишь при m_χ > m_ψ + m_h ≈ 190 ГэВ, легче топлива она стабильна | пределы на распад тёмной материи по реликтовому излучению (Bringmann и др., 2021: τ ≳ 0,8·10²⁴ с; Simons Observatory; проект CMB-S4 закрыт в 2025 г.); непрямое детектирование (Hryczuk, Laletin, 2021); «невидимые» распады Хиггса (LHC, HL-LHC) — лишь если топливо легче половины массы Хиггса, и при эталонной связи их доля (~10⁻⁴, наша оценка) далеко ниже чувствительности | исключение области параметров |
| Уровень 0 (Λ) | совместимо, неотличимо от Λ | w = −1 всегда | DESI DR3, Euclid, новые сверхновые (Rubin, Roman) | отклонение от w = −1 на 5σ |
| Тёмная энергия как популяция: ёмкость среды, затухающее размножение [1, шаг 8] | не доказано (Δχ² до −11,2, байесово — ничья с Λ; без возмущений) | недостача тёмной энергии при z ≳ 2; пересечение w = −1 при z ≈ 1,6 (убывающая ёмкость) или ≈ 0,45 (затухающее размножение) | DESI DR3 (предрегистрация, OSF), DESI-II, Euclid | выигрыш — по приросту свидетельства за счёт DR3 (критерии — 7.1 и [1, прил. Г]); опровергнуть DR3 не может (расчёт мощности, 7.1); против вариантов «ёмкости» — отсутствие недостачи тёмной энергии при z ≳ 2 по BAO леса Лайман-альфа (DESI-II) |
| Нейтринные часы | не доказано (условно) | самое лёгкое нейтрино 1,6–2,2 мэВ, нормальный порядок масс, сумма масс 0,060–0,061 эВ | JUNO, DUNE; космология | обратный порядок или сумма масс > 0,065 эВ |
| V5 и её ядро | опровергнуто: V5 — байесово (A6), ядро — эффектом ISW (A7, форма A) | — | — | — |
| Для сравнения, не SRDP: Λ_sCDM | наибольшее байесово свидетельство среди проверенных здесь моделей (A6): слабое, ln B ≈ +1,9…+2,4, зависит от приора z_† | смена знака Λ при z_† ≈ 3; H(z = 3,5) ниже ΛCDM на ≈ 1,7 % | BAO при 2,5 < z < 4 (DESI-II, Spec-S5); Лайман-альфа по бинам z = 2,1–3,0 | отсутствие сдвига H(z) при z ≈ 3–4 на уровне лучше 0,7 % |
Часть данных уже вышла (слабое линзирование DES Y6, полная форма спектра DESI DR1), поэтому мы не утверждаем, что все предсказания зафиксированы до данных; заранее зафиксированы условия проверки тёмной энергии на DESI DR3. Числа для Λ_sCDM взяты из лучших точек и медиан апостериорных распределений.
Механизм 1 объясняет, как могла появиться тёмная материя, и даёт проверяемый признак — линию распада минимальной яркости в окне ≈ 25–140 кэВ (верхнюю часть окна уже проверяет архив INTEGRAL/SPI; в нижней минимальная линия на 2–4 порядка ниже нынешней чувствительности). Источник тёмной энергии «часть тёмной материи» данными не поддержан: V5 — байесово (A6), её ядро — эффектом ISW в форме A (A7); полевая реализация не проверена. Для этих моделей данные видят лишь форму истории тёмной энергии (перемену сразу над последней точкой BAO, z = 2,33), а не механизм; само предпочтение DESI в пользу меняющейся тёмной энергии идёт от z ≲ 1. Линия «популяция размножающихся частиц» будет проверена на DESI DR3 по заранее зафиксированным условиям; по расчёту мощности DR3, скорее всего, её не решит — это сделают DESI-II и Euclid. Уровень 0 — точка отсчёта, лаборатория — иллюстрация автокаталитического роста. Из четырёх способов копирования (раздел 1.1) в космологических моделях рассматриваются деление, рождение при столкновении и вынужденное рождение (как гипотезы или теоретические расчёты, а не наблюдения); сборка копии механизмом на космических масштабах не найдена, как и копии с наследуемыми различиями — необходимым условием эволюции. Идеи автора о самом акте копирования (раздел 10) — отправные точки для будущих гипотез.
Рамка обретёт смысл, только если у частей появится общий параметр и предсказание, которого нет ни у одной части по отдельности. Единственная такая связка эпох без свободных параметров — закон роста чёрных дыр — в главной статье в простейшей форме опровергнута, а ослабленная форма не исключена, но и не доказана [1, шаг 9]; поэтому SRDP пока остаётся набором проверенных вариантов с собственными предсказаниями на отдельных шагах, а не единой теорией.
Для свободного компонента с уравнением состояния w = p/ρ:
d ln ρ / d ln a = −3(1 + w), dρ/dt > 0 ⇔ ρ + p < 0 (4)
При обмене энергией Q между тёмной материей (c) и тёмной энергией (X):
dρ_c/dt + 3Hρ_c = −Q, dρ_X/dt + 3H(1 + w_X)ρ_X = +Q (5)
В унимодулярной гравитации из тождества Бьянки следует ∂_νΛ = 8πG·J_ν, где J_ν = ∇^μ T_μν — нарушение сохранения для материи. Поэтому сумма «материя + Λ» сохраняется, и «веса из ничего» не бывает.
Резервуар — доля f_R ранней тёмной материи (сопутствующая плотность c, начальное значение C₀ = f_R·ω_c). Перекачка самоускоряется пропорционально ρ_X и оставшейся доле резервуара φ = c/C₀ (N = ln a, E = H/H₀):
d ln ρ_X / dN = −3(1 + w_X) + 3φ / (sE) (6)
dc / dN = −3ρ_X φ a³ / (sE) (7)
Это эквивалентно Q = Γ·ρ_X·φ с постоянной скоростью Γ = 3H₀/s. Начальная «затравка» ρ_X определяется условием плоскости сегодня; она задаётся при z = 3000 и составляет около 3·10⁻¹⁰ сегодняшней плотности тёмной энергии. Лучшие параметры полного расчёта (V5-B): s = 0,020, w_X = −0,896, f_R = 0,076.
Абляционная модель «ступенька». Тот же сток из резервуара, но без автокатализа:
c(N) = C₀[1 − S(N)], S = ½[1 + tanh((N − N_t) / ΔN)] (8)
dρ_X / dN = −3(1 + w_X)ρ_X − a⁻³ dc / dN (9)
При ΔN → 0 это мгновенное рождение X при z_t («ядро V5», два параметра). Лучшая точка ядра: z_t = 2,80, w_X = −0,896, доля резервуара из условия плоскости f_R = 0,076.
Поток энергии направлен вдоль скорости тёмной материи. В синхронной калибровке:
δ′_c = −½h′ + (aQ / ρ_c)(δ_c − δQ / Q) (10)
Исправленный расчёт, в котором X — настоящая жидкость, получающая энергию, — в A7.
Рождение тёмной материи по Bringmann:
dn_χ/dt + 3Hn_χ = S + ⟨σv⟩_tr n_χ n_X^eq − ⟨σv⟩_an n_χ² (11)
Рост бозе-конденсата (Gardiner и др., 1997):
dN₀/dt = 2W⁺(N₀) [(1 − exp[(μ_C(N₀) − μ) / kT]) N₀ + 1] (12)
Здесь S — медленное «затравочное» рождение (у стерильного нейтрино — через смешивание с обычными нейтрино), аналог самопроизвольного слагаемого «+1» в (12); последний член (11) собирает обратные процессы, останавливающие рост. Вблизи порога оба уравнения качественно описываются логистикой с затравкой s (здесь s — затравка, N — число частиц):
dN/dt = G(N + s)(1 − N / N_eq) (13)
N(t) = N_eq s (1 − e^(−KGt)) / (N_eq e^(−KGt) + s), K = (N_eq + s) / N_eq (14)
С этим уравнением сравнивалась альтернатива без стимуляции: dN/dt = G·(N_eq − N).
code/, results/, lab_bec/, class_patch/, v2_oct2026/, v3_oct2026/; описание — README.md и README_EN.md). SHA-256 архива: 85c2990acb99b8dac03d184d06d9f0750b71dd4c846ac81e57aeda05eb032765.Итог: V5 опровергнута: при физически согласованной форме возмущений и с новым измерением DESI DR2 Лайман-альфа ln B ≈ −3,3…−3,4 против ΛCDM. Наибольшее свидетельство — у не связанной с саморепликацией Λ_sCDM (Λ меняет знак при z_† ≈ 3): слабое предпочтение при приоре z_† ∈ [1, 5]; при z_† → ∞ модель переходит в ΛCDM, поэтому более широкий приор сдвигает ln B к 0. По минимуму χ² она не лучше CPL и V5 и выигрывает одним параметром вместо двух-трёх.
Примечание версии 3. Числа для ядра и V5 здесь получены в приближении PPF, нарушающем сохранение энергии-импульса для возмущений; исправленный расчёт (A7) вывод об отказе от V5 только усиливает. Числа для Λ_sCDM, CPL, GEDE и PEDE это не затрагивает: в них энергия от тёмной материи не передаётся.
Методы.
Результаты (полный расчёт + Лайман-альфа; ln B против ΛCDM, положительное — лучше ΛCDM):
| Модель | Доп. параметров | Pantheon+ | DES-Dovekie | D_M/D_H(2,33) |
|---|---|---|---|---|
| Λ_sCDM | 1 | +1,9 | +2,4 | 4,51 |
| CPL | 2 | −1,7 | −0,2 | 4,49 |
| Ядро V5, форма B | 2 | −0,8 | −0,3 | 4,48 |
| Ядро V5, форма A | 2 | ≈ −2 | ≈ −0,8 | — |
| V5, форма B | 3 | −1,7 | −0,9 | 4,46 |
| V5, форма A | 3 | ≈ −3,3 | ≈ −3,4 | — |
| GEDE | 1 | −3,7 | −3,3 | 4,52 |
| PEDE | 0 | ≈ −20 | −23 | — |
| ΛCDM | 0 | 0 | 0 | 4,52 |
Последний столбец — предсказание при измеренном 4,572 ± 0,050. Значения с «≈» — по 100 точкам, середина двух оценок (по сверке с кодом: −3,13 и −3,51 для Pantheon+, −3,33 и −3,43 для DES-Dovekie).
Сравнение с независимым анализом. Kıbrıs и др. (DESI DR2 + полный CMB с ACT DR6, без сверхновых) получили z_† > 2,4 (95 %; с DES-Dovekie — так же) и ln B = −1,83 для Λ_sCDM со свободной эффективной массой нейтрино (приор U[−5, 5] эВ; Σm_ν,eff = 0,040 ± 0,051 эВ) против ΛCDM с фиксированной Σm_ν = 0,06 эВ; штраф за этот приор несёт только Λ_sCDM. Без штрафа за объём этого приора (ln(10 эВ / (√(2π) · 0,051 эВ)) ≈ 4,4) и со сдвигом к Σm_ν = 0,06 эВ (≈ −0,1) это ln B ≈ +2,4 ± 0,5 — в согласии с нашими +1,9…+2,4 (сравнение приближённое).
Почему V5 опровергнута.
Момент перехода — это край данных. У ядра V5 z_t ≈ 2,8, у Λ_sCDM z_† = 3,0 (68 %: 2,55–3,84), у Ibarra-Uriondo и Bouhmadi-López z_† ≈ 2,8: разные модели ставят переход сразу над последней точкой BAO DESI (z = 2,33), выше которой переход меняет лишь расстояние до реликтового излучения. В теории V5 момент перехода задаётся балансом энергии, h² − ω_m^ранн = C₀[(1 + z_t)^(−3w) − 1] (тёмная энергия сегодня, C₀(1 + z_t)^(−3w), минус заменённый ею резерв); логистика задаёт лишь резкость.
Можно ли прочитать Λ_sCDM как саморепликацию? Нет. Логистическая смена знака Λ_eff = Λ₀(2f − 1) совпадает с известной tanh-ступенькой, а переход от отрицательной энергии вакуума к положительной идёт «в гору» и по правилу бюджета требует фантома, обмена энергией или изменённой гравитации. Оплата смены знака тёмной материей требует потери ≈ 10 % её и даёт D_M/D_H(2,33) ≈ 4,3 (≈ 5σ ниже измеренного); нуклеация пузырей либо даёт неоднородности, исключённые реликтовым излучением, либо неотличима от ступеньки.
Код, цепочки MCMC, файлы приоров, патч CLASS для Λ_sCDM и результаты перевзвешивания — в архиве SRDP_cosmology_code_v3.zip (папка v2_oct2026/).
Итог: резкое рождение тёмной энергии из тёмной материи при z ≈ 3 («ядро» V5) исключено реликтовым излучением в форме A (δQ = Qδ_c): тёмная энергия наследует неоднородности скучковавшейся тёмной материи, разбегается почти со скоростью света, меняет потенциалы на больших масштабах и даёт сильный поздний интегрированный эффект Сакса–Вольфа (ISW), которого в спектре Planck нет. При z_t ≳ 6 эффект слабеет, но модель уже не лучше ΛCDM: выигрыш по BAO и сверхновым исчезает.
Что было не так. В версиях 1–2 тёмная энергия X описывалась приближением PPF, а энергия, полученная от тёмной материи, учитывалась только в фоне. Это нарушает сохранение энергии-импульса для возмущений (в момент перехода потенциал скачком падает примерно на 5 %); кроме того, темп изменения расширения считался с эффективным, а не истинным давлением X.
Методы.
Результаты (Planck 2018 low-ℓ TT + линзирование Planck, DESI DR2 BAO + Лайман-альфа, Pantheon+, RSD, без высоких ℓ CamSpec; Δχ² против лучшей ΛCDM при её космологии, без переподгонки; плюс — хуже ΛCDM):
| z_t | w_X | Низкие ℓ Planck TT | BAO + сверхновые | Линзирование, Лайман-альфа, RSD | Сумма |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 | −0,95 | +92,6 | −1,4 | +7,8 | ≈ +99 |
| 4 | −0,95 | +21,8 | −6,4 | +6,9 | ≈ +22 |
| 6 | −0,95 | +3,1 | −5,5 | +7,0 | ≈ +5 |
| 6 | −0,99 | +1,7 | −1,3 | +0,8 | ≈ +1 |
| 8 | −0,99 | 0,0 | −2,2 | +1,0 | ≈ −1 |
Профиль (переподгонка остальных параметров при фиксированном z_t, с высокими ℓ CamSpec) даёт Δχ² ≈ +108 при z_t = 3 (≈ +86 — низкие ℓ, ≈ +19 — высокие) и ≈ +20 при z_t = 4; минимизатор останавливался недалеко от старта, так что это оценки сверху. Проверка критика в другой точке (z_t ≈ 3,1, w_X ≈ −0,94) дала для низких ℓ Δχ² ≈ +80. При z_t ≥ 5 вклад высоких ℓ численно не сошёлся (+104 и +143 при z_t = 5 и 6 при вкладе низких ℓ < 1 — артефакт) и не используется. Вывод: при z_t ≲ 4 модель исключена, при z_t ≳ 6 не лучше ΛCDM; область z_t ≈ 5 профилем надёжно не покрыта. Все суммы — оценки сверху (без полной переподгонки), но решающий вклад — низкие ℓ TT, ≈ +80…+93 при z_t ≈ 3 во всех трёх оценках — это избыток мощности на больших масштабах, который переподгонка остальных параметров почти не снимает (+92,6 → +86 в профиле). Правдоподобие низких ℓ негауссово и ограничено космической дисперсией, поэтому число следует читать как порядок величины («сильно исключено»), а не как точное значение.
Почему эффект так велик. При резком переходе тёмная энергия рождается быстрее, чем звук пересекает возмущение, и забирает неоднородность тёмной материи. Её плотность потом почти не падает, а тёмная материя разбавляется, так что унаследованные неоднородности (около 5 % от неоднородностей тёмной материи) держатся до сегодня и раскачивают потенциалы. Эффект слабеет при w_X → −1 и плавном переходе (при ширине около трети e-фолда — лишь +12 % к TT при ℓ = 2). Неустойчивости типа «doom factor» (Gavela и др., 2009) нет: при потоке из тёмной материи в тёмную энергию и w > −1 модель устойчива (Yang и др., 2018). Близкий эффект известен в моделях единой тёмной материи (Bertacca, Bartolo, 2007).
Можно ли вывести z_t из механизма? Нет. Ни один из семи кандидатов (пороги по температуре и образованию гало, естественная затравка, аттрактор, «простая» доля резервуара, астрофизическая эпоха, «естественное» w) не даёт z_t из независимых входов: попадания в z ≈ 2,3–3,3 не чаще, чем у случайной эпохи (около 13 %). Даже идеально предсказанный z_t поднял бы ln B не больше чем на +1,8. Единственное следствие логистики — ширина перехода при естественной затравке, ΔN ≈ 0,010–0,014 (10–90 %); она фиксируется как предсказание для любой будущей модели этого класса.
Что не проверено. (1) Поток импульса вдоль скорости тёмной энергии (код численно не сходится) — именно он соответствует полевой (лагранжевой) реализации, связанной квинтэссенции, где унаследованная неоднородность на малых масштабах подавлена; поэтому вывод A7 доказан для формы A, а для полевой реализации открыт. (2) Скорость звука тёмной энергии много меньше скорости света. (3) Плавный переход с переподгонкой всех параметров. (4) Полная MCMC и свидетельство с новым кодом. Логистическая V5 опровергнута уже в версии 2; для «ядра» (в A6 — ln B ≈ −2…−0,8, ничья) решающим остаётся расчёт A7 в форме A.
Код (патч CLASS с новой формой возмущений, тесты, скрипты профиля), предрегистрация и отчёт критика — в архиве SRDP_cosmology_code_v3.zip (папка v3_oct2026/).
«Мы» в тексте — авторское. Расчёты, код и проверка литературы выполнены с помощью ИИ-ассистента Claude (Anthropic) под руководством автора; «консилиум» из раздела 3 — независимые ИИ-агенты той же системы, это не рецензирование людьми. ИИ не является соавтором; ответственность за содержание несёт автор. Чат с ИИ предоставляется по запросу.
Связь с серией SRDP. Статья — сопутствующая к шагам 5 и 8 главной статьи программы SRDP [1]; окно масс стерильного нейтрино и варианты «ёмкость среды» и «размножение затухает» с предрегистрацией и кодом — там же. Вариант с поеданием запаса с ростом структур и полным правдоподобием реликтового излучения — в статье №4 [3]: выигрыш по χ² сохраняется, байесово от ΛCDM не отличается.
Программа SRDP
Саморепликация тёмной материи и окно масс
Тёмная энергия, взаимодействие, гравитация
Вакуум и «появление пространства»
Данные и инструменты
Лабораторные аналоги
Предшественники, конкуренты и новые данные
Добавлено в версии 2
Добавлено в версии 3
Способы копирования и идеи для гипотез (добавлено в версии 3)
Добавлено в финальной редакции версии 3