Ускоренное расширение Вселенной могут объяснить квантовой гравитацией🌌⚛🤔
Вселенная расширяется с нарастающей скоростью. Для объяснения этого факта ученые выдвигают различные гипотезы. Самая популярная из них — темная энергия, природа которой до сих пор остается загадкой. Однако физик Саввас Кушиаппас предложил альтернативный подход. По его мнению, ускоренное расширение — это результат макроскопического влияния квантовой неопределенности на геометрию Вселенной. Если его модель окажется верной, то темная энергия не потребуется: достаточно будет модифицировать уравнения, описывающие эволюцию космоса.
Принцип неопределенности Гейзенберга гласит, что невозможно одновременно точно измерить две характеристики квантовой частицы. Кушиаппас переносит этот принцип на космологию, утверждая, что нельзя одновременно точно определить размер Вселенной и скорость ее расширения. Это допущение меняет уравнения таким образом, что ускорение появляется само собой, без привлечения темной энергии.
«Ускоренное расширение поздней Вселенной может быть результатом неустранимой квантовой неопределенности при попытке одновременно определить размер и скорость ее расширения», — говорит автор.
Общая теория относительности (ОТО) прекрасно описывает гравитацию и крупномасштабную структуру Вселенной, а квантовая механика — поведение микрочастиц. Одна из главных задач физики — объединить эти две теории в квантовую гравитацию. Кушиаппас считает, что его модель становится таким связующим звеном. Ускоренное расширение возникает как «макроскопический отпечаток квантовой гравитации» на космологическом горизонте — границе наблюдаемой Вселенной, за которую свет не успел дойти за все время ее существования.
Если модель Кушиаппаса верна, она даст астрономам возможность наблюдать квантово-гравитационные эффекты в истории расширения Вселенной. Это превратит их из абстрактной концепции в наблюдаемую характеристику, что может изменить представление о темной энергии. Ученые начнут рассматривать ее не как неизвестную материальную составляющую, а как модифицированную геометрию космоса. Об этом пишет Science Alert.
Кушиаппас также предложил альтернативную конфигурацию своей модели, которая решает некоторые проблемы, связанные с Большим взрывом. В тех областях, где уравнения ОТО перестают работать, наша Вселенная могла возникнуть не из точки с бесконечной плотностью, а в результате «отскока» — перехода от сжатия к расширению предшествовавшей Вселенной.
Для получения этих результатов в наиболее простой версии модели требуется по-разному задавать ключевой показатель степени. Положительные значения меняют характер расширения на поздних этапах, имитируя поведение темной энергии. Достаточно большие отрицательные значения позволяют заменить сингулярность Большого взрыва сценарием «отскока».
«Похоже, что история расширения, которую мы сейчас измеряем, не согласуется с простейшей из имеющихся теорий», — отмечает Кушиаппас.
Автор признает, что его модель не решает все проблемы. Однако она проверяема, и ее можно подтвердить или опровергнуть, проанализировав данные наблюдений, собранных обзорами DESI, телескопом "Евклид" и назменой обсерваторией Веры Рубин.