|
Мы живем бок о бок с невидимыми червоточинами
|
|
|
|
Ученые из Греции разработали математическую схему, которая поможет объяснить до сих пор неразрешенный пробел в нашем понимании того, как гравитация масштабируется до размеров нашей Вселенной.
|
|
|
|
В частности, космологи пока не могут объяснить, как увеличивалось расширение Вселенной в “недавнем космологическом прошлом” — термин весьма относительный, — поскольку все попытки количественно оценить это изменение до сих пор заканчивались столкновением с существующими математическими моделями. Греческие ученые предлагают нечто особенно загадочное: микроскопические червоточины, природа и плотность которых могут восполнить недостающие фрагменты. Эти пространственно-временные орбиты требуют лишь небольшой доработки на основе теорий, которые уже соответствуют духу времени.
|
|
|
|
В статье, опубликованной в рецензируемом журнале Physical Review D Американского физического общества, авторы объясняют, что “положительная космологическая постоянная”, предназначенная для количественной оценки нашей расширяющейся Вселенной, вместо этого создала математические проблемы: “Теоретический анализ квантового поля предсказывает значение до 120 порядков по величине больше наблюдаемой.”
|
|
|
|
Порядок величины - это не просто коэффициент 1:1, поэтому 120 порядков величины, вероятно, намного больше, чем в 120 раз. Но если вероятность того, что в вашу жизнь попадет молния, составляет примерно 1 к 15 300, то в 120 раз больше - 1 к 127. (Спасибо нескольким проницательным читателям, которые написали, чтобы объяснить, что 120 порядков величины во много раз больше, чем 120 раз! Учитывая реальное значение, в вас почти наверняка ударит молния.)
|
|
|
|
|
|
|
Ученые объясняют, что если мы хотим сбалансировать эти две возможности, нам нужно добавить по крайней мере один новый усложняющий фактор. Два основных предположения для этого - это, во-первых, изменение космологической постоянной, объясняемое идеей темной энергии; или, во-вторых, углубление нашей теории о том, как гравитация ведет себя в космическом масштабе, от гладкого фона к более скалистой, похожей на фьорд сложности.
|
|
|
|
В этой статье предлагается объединить оба варианта: что, если решение заключается в более скалистом фоновом гравитационном поле, покрытом инстантонами и червоточинами, а их более изрезанный ландшафт, естественно, также объясняет количество темной энергии?
|
|
|
|
Давайте определим некоторые термины. Когда космологи пытаются смоделировать Вселенную, они анализируют ее, используя такие методы, как топология и теория многообразий. Они используют столько переменных или идей, сколько у них есть на данный момент, оставляя пробелы, где что-то еще не известно. И точно так же, как на уроках математики в старших классах, цель всегда состоит в том, чтобы учесть все, что находится по обе стороны любого знака равенства или другой эквивалентности в вашей математической модели.
|
|
|
|
Физика разных масштабов пока просто не поддается согласованию. Конкретные наблюдения Альберта Эйнштейна и его предшественников превратились в прекрасные теории, объясняющие видимый мир и части космического пространства; квантовая механика искажает эти фрагменты до тех пор, пока они не перестают складываться в законченную головоломку. Рассмотрение пространства-времени как многообразия или поверхности, управляемой взаимосвязанной математикой в широком масштабе, позволяет физикам искать правильное новое место для конкретного фрагмента головоломки.
|
|
|
|
Один из способов изменения пространства-времени называется квантовой пеной. Ученые полагают, что на чрезвычайно малом уровне даже квантовые явления разрушаются и создают крошечные пузырьки, где принципы больше неприменимы. Если кто-то может быть писателем из писателей или комиком из комиков, то это своего рода прорывная квантовая механика из квантовой механики. И именно в этой пене могут существовать червоточины, которые объединяют космические идеи, не нарушая при этом никаких общих правил.
|
|
|
|
Термин “червоточина” может даже вводить в заблуждение, поскольку они могут быть туннелями, но также могут быть и просто пробитыми отверстиями, которые незаметно пересекают более высокие измерения. Теория многообразия позволяет ученым добавить эти измерения и, по крайней мере, попытаться рационализировать их, что трудно сделать, используя трехмерный человеческий разум.
|
|
|
|
Как только мы допускаем, что в пенопласте могут быть червоточины, объясняют ученые в своей статье, на этом фундаменте строится ряд других соответствующих математических операций и преобразований. Решение, “эффективная космологическая постоянная”, появляется, когда вы применяете теорему Гаусса-Бонне: “Изменение члена Гаусса-Бонне на многообразии, топология которого изменяется из-за образования червоточин, не равно нулю”.
|
|
|
|
В астрофизике это капля микрофона.
|
|
|
|
Что касается того, при чем здесь темная энергия, то она все еще является частью нашей рабочей модели Вселенной, независимо от того, есть червоточины или нет. В этом случае червоточины непосредственно объясняли бы, по крайней мере, часть этой темной энергии: “Плотность червоточин в динамическом пространстве-времени, как ожидается, не должна быть постоянной, поэтому полученная эффективная космологическая постоянная также приобретает динамическую природу, то есть соответствует эффективному сектору темной энергии”.
|
|
|
|
Другими словами, поток микропространств создает изменяющуюся постоянную. И чтобы учесть наблюдаемую космологическую постоянную, все, что нам нужно, это “1016 микроскопических червоточин”, или 10 квадриллионов, "на кубический метр в секунду”. Основываясь на оценках, ученые приходят к выводу, что это вполне возможно.
|
|
|
|
Источник
|
