Может ли измениться доля темной энергии?

Соотношение темной материи и темной энергии определенно может меняться со временем. Это потому, что Вселенная расширяется. Мы называем,$a(t)$, масштабный фактор Вселенной, он пропорционален всем расстояниям во Вселенной (в большом масштабе). То есть, если Вселенная удвоится в размерах,$a(t)$удваивается в размере.

Различные компоненты плотности во Вселенной изменяются по-разному по мере расширения Вселенной.

Обычная (нерелятивистская) плотность материи (например, холодной темной материи) просто разбавляется объемом:

$$\rho_m \propto \frac{1}{a(t)^3}.$$

Плотность релятивистского вещества (излучения) разбавляется объемом, но также и красными смещениями, это дает:

$$\rho_r \propto \frac{1}{a(t)^4}.$$

Плотность темной энергии (или энергии вакуума) не разбавляется, она имеет постоянную плотность:

$$\rho_{de} \propto \Lambda = \text{constant}.$$

Это означает, что по мере расширения Вселенной доля темной энергии будет увеличиваться по сравнению с другими формами материи.

Таким образом, после Большого взрыва у нас сначала был период, в котором преобладала радиация, затем период, в котором преобладала нерелятивистская материя, а теперь мы находимся в периоде, когда преобладала темная энергия.

В это время плотность темной энергии составляет примерно 70% от общей плотности энергии, а последние 30% приходится на нерелятивистскую материю (в основном темную материю).

Общее уравнение, определяющее эволюцию компонентов плотности во времени, выглядит следующим образом:

$$\dot \rho = -3\frac{\dot a}{a}\left(\rho + \frac{p}{c^2}\right).$$

Мы можем решить это уравнение, если нам дано соотношение между плотностью и давлением, называемое уравнением состояния:

$$p = w\rho c^2.$$

Получаем общее решение:

$$\rho = \rho_0 \left(\frac{a_0}{a}\right)^{3(1+w)}.$$