Физики нашли решение главной космологической загадки

• 10.08.2024, 19:34

За загадочной силой, управляющей Вселенной, стоят особенности пространства-времени.

Вселенная расширяется с постоянным ускорением и авторы исследования, опубликованного в журнале Physical Review D, считают, что знают, что за этим стоит. Они предполагают, что загадочной силой, стоящей за этим процессом, являются крошечные кротовые норы или червоточины в космосе. Эти особенности пространства-времени могут соединять разные участки космоса с помощью гипотетических туннелей, пишет Live Science (перевод — «Фокус»).

Загадочная сила Вселенной

Наблюдения за космосом показывают, что Вселенная не просто расширяется, а делает это с постоянным ускорением. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, если во Вселенной есть только известные частицы и излучение, то такое поведение ткани пространства невозможно. Для того, чтобы согласовать наблюдения за расширением Вселенной с теорией относительности, была предложена загадочная сила, которая заполняет пространство и управляет его расширением.

Эта сила, которую невозможно обнаружить, получила название темная энергия. Она очень плохо взаимодействует с материей и полями, поэтому до сих точно не ясно, что она из себя представляет и где ее источник.

Крошечные кротовые норы в космосе

Авторы исследования предположили, что темной энергией могут быть червоточины или кротовые норы субатомного размера. Это гипотетические туннели, которые могут соединять разные участки космоса, расположенные очень далеко друг от друга. Сейчас предполагается, что если червоточины существуют, то с их помощью можно перемещаться чрезвычайно быстро в пространстве.

Ученые считают, что крошечные червоточины могут быть ответственными за ускоренное расширение Вселенной. Эти особенности пространства постоянно возникают и исчезают в космосе из-за квантовых эффектов, считают физики.

Процесс возникновения червоточин отличается от других явлений, поскольку для их описания нужно использовать квантовые эффекты в гравитации, а это очень сложная и плохо изученная задача. Сложность в расчете квантовых гравитационных явлений не позволила физикам точно вычислить скорость возникновения кротовых нор.

Сейчас некоторые физики работают над созданием теории квантовой гравитации, которая могла бы объединить две фундаментальные теории для объяснения нашей реальности – квантовую механику и теорию относительности. Одной из попыток создать теорию квантовой гравитации является метод, известный как Евклидова квантовая гравитация.

Именно этот метод использовали авторы в своем исследовании и расчеты показали следующее. Если примерно 10 млрд кротовых нор спонтанно создаются в 1 кубическом сантиметре в секунду, то энергии, которую они создают будет достаточно, чтобы объяснить скорость расширения Вселенной.

Новая модель темной энергии

Физики на основе своих расчетов представили новую модель темной энергии, которая, как они считают, больше согласуется с наблюдениями, чем общепринятая Стандартная космологическая модель. Последняя предполагает, что у темной энергии со временем не меняется ее плотность. Но авторы считают, что плотность темной энергии все же меняется и это может объяснить, почему скорость расширения Вселенной сейчас отличается от той, что была в начале ее истории.

Теория квантовой гравитации

Пока что эту гипотезу физиков проверить нельзя, но будущие технологии должны позволить более точно вычислить скорость расширения Вселенной изучить проявления темной энергии. Таким образом ученые смогут проверить верная дли гипотеза, которая касается новой модели темной энергии, или нет.

Если гипотеза будет подтверждена, то крошечные червоточины могут стать ценным источником информации о квантовой гравитации. И это может приблизить физиков к созданию так называемой «теории всего», чтобы полностью описать Вселенную в разных масштабах.