RW Space

Вселенная расширяется, и это расширение ускоряется, согласно лучшим имеющимся у нас данным.

Проблема для ученых заключается в том, чтобы объяснить, что движет этим ускорением – и соответствует ли самое простое объяснение каждому новому измерению.

Темная энергия – это одно из предложенных объяснений: это скорее название неизвестного компонента, лежащего в основе ускоряющегося расширения Вселенной, чем решение этой проблемы.

В стандартной космологической модели темная энергия составляет примерно 68 процентов плотности энергии Вселенной. Однако эти цифры все еще не соответствуют квантовой теории поля.

В новой статье, опубликованной в журнале Physical Review D, физик Саввас Кушиаппас из Университета Брауна в США предполагает, что некоторые проявления поведения, обычно приписываемые темной энергии, могут возникнуть в результате квантовой модификации геометрии самой Вселенной.

Кушиаппас предполагает, что это ускоряющееся расширение обусловлено тем, как устроена Вселенная – мы просто видим это неправильно.

В его модели размер и скорость расширения Вселенной не могут быть точно определены одновременно. Эта предложенная неопределенность меняет уравнения, которые космологи используют для описания расширения, изменяя то, как скорость расширения меняется с течением времени.

«В этой картине ускоренное расширение поздней Вселенной может быть макроскопическим отпечатком неуменьшаемой квантовой неопределенности при одновременном знании размера и скорости расширения Вселенной», — пишет Кушиаппас в своей опубликованной статье.

Затем Кушиаппас обращается к квантовой гравитации, чтобы заставить все согласоваться удовлетворительным образом.

Квантовая гравитация — это поле, которое физики-теоретики исследовали, чтобы заставить общую теорию относительности хорошо сочетаться с квантовой механикой.

Общая теория относительности очень хорошо описывает гравитацию и крупномасштабную структуру пространства-времени, тогда как квантовая механика описывает поведение материи и света, обычно на

Последовательное объединение этих двух факторов остается одной из главных нерешенных проблем в физике.

Неопределенность в знании размера и скорости расширения Вселенной одновременно является, по сути, классическим квантовым правилом, но здесь Кушиаппас предлагает применить его в масштабе всего сущего.

«В рамках этой концепции космическое ускорение возникает как макроскопический отпечаток квантовой гравитации на космологическом горизонте», — пишет Кушиаппас.

В рамках этой концепции космическое ускорение возникает как макроскопический отпечаток квантовой гравитации на космологическом горизонте. другими словами, ускорение расширения Вселенной может нести в себе признаки квантово-гравитационной физики, а не требовать, чтобы все наблюдаемое поведение происходило из темной энергии.

Важно, что Кушиаппас утверждает, что соответствующий квантовый масштаб может простираться до края Вселенной, от которого мы можем наблюдать свет (космологический горизонт).

Если модель верна, она может дать астрономам наблюдаемую величину. Это подпись квантово-гравитационной физики в истории расширения Вселенной, а не абстрактная концепция.

Это может изменить то, что физики понимают под темной энергией, переместив часть объяснения от неизвестного материального компонента к модифицированной космической геометрии.

Кушиаппас также обрисовывает альтернативную конфигурацию своей модели, которая разрешает некоторые области вокруг Большого взрыва, где правила общей теории относительности нарушаются, согласно новому предложению, наша Вселенная не начиналась бы с точки бесконечной плотности, но была бы не из точки бесконечной плотности. скорее, это результат восстановления более ранней, сжимающейся Вселенной.

Однако в самой простой версии статьи эти результаты требуют другого выбора ключевого показателя модели: положительные значения изменяют расширение в поздние времена таким образом, что оно ведет себя как развивающаяся темная энергия, в то время как достаточно отрицательные значения могут заменить сингулярность Большого взрыва отскоком.

Это серьезные решения серьезных проблем, но Кушиаппас признает, что этот новый подход также не все четко связывает. Остаются противоречия и открытые вопросы.

По теме: Темная материя может обладать секретной дополнительной силой, которая работает не так, как мы ожидаем

Дальнейшие расчеты, и особенно дальнейшие наблюдения за глубоким космосом, должны помочь проверить эти новые идеи. Исследования DESI, Евклида и обсерватории Веры К. Рубин могли бы уточнить измерения истории расширения настолько, чтобы узнать больше.

Это и другие наблюдения. безусловно, подняли интригующие вопросы о том, отражает ли простейшая стандартная космологическая модель полную историю расширения.

«Похоже, что история расширения, которую мы сейчас измеряем, несовместима с самой простой теорией, которая у нас есть», — пишет Кушиаппас.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review D.