|
Темная энергия и квантовая гравитация взаимосвязаны
|
|
|
|
Почти столетие физики пытались объединить гравитацию с квантовой механикой. Эта цель, известная как квантовая гравитация, до сих пор оставалась недостижимой. Аналогично труднодостижима и сила темной энергии, которая, как считается, приводит к ускоренному расширению Вселенной.
|
|
|
|
Однако в новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review D, физик Саввас Кушиаппас из Университета Брауна предложил новое объяснение, предполагающее, что эти два явления могут быть вовсе не разделены. Вместо этого темная энергия может быть естественным побочным эффектом квантовой гравитации, воздействующим на геометрию самого пространства.
|
|
Два разных масштаба
|
|
|
|
Гравитация и квантовая механика формируют Вселенную в совершенно разных масштабах: в то время как квантовая механика занимается областью субатомных частиц, гравитация формирует структуры размером с галактические скопления и космические нити.
|
|
|
|
В отдельности обе эти теории были проверены с необычайной точностью в течение десятилетий кропотливых экспериментов. Однако экстремальные условия, при которых оба параметра должны применяться одновременно, например, внутри чёрной дыры, остаются за пределами возможностей любого эксперимента.
|
|
|
|
|
|
|
В своём исследовании Коушиаппас применил другой подход: он предположил, что мы не можем одновременно с идеальной точностью определить и размер, и скорость расширения Вселенной. Это ограничение заложено в фундаментальной неопределённости, управляющей квантовым миром: применительно ко Вселенной в целом, оно тонко изменяет уравнения, описывающие, как должно вести себя космическое расширение с течением времени. Эта встроенная неопределённость может затем привести именно к тому типу ускоряющегося расширения, который космологи в настоящее время приписывают тёмной энергии.
|
|
|
|
В зависимости от точных математических деталей, этот макроскопический отпечаток квантовой гравитации может также заменить сингулярность в момент Большого взрыва, которую космологи долгое время пытались объяснить. Вместо того чтобы полагаться на точку бесконечной плотности, предложение Коушиаппаса предполагает, что Большой взрыв произошёл после более мягкого отскока от ранее сжимавшейся Вселенной.
|
|
|
|
Если идея Коушиаппаса верна, она может дать гораздо более ясное объяснение происхождения темной энергии. В отличие от многих существующих теорий, это означало бы, что это явление не нужно объяснять какой-то скрытой частицей или экзотическим полем, ожидающим своего открытия: вместо этого, это свойство самого пространства, скрытое на виду в наших наблюдениях за Вселенной.
|
|
|
|
На данный момент Коушиаппас признает, что остаются открытые вопросы относительно его идей. Однако предстоящие исследования DESI, Euclid и обсерватории Веры К. Рубин вскоре могут предложить более точные проверки того, действительно ли этот квантовый отпечаток заложен в расширении Вселенной — возможно, приблизив нас на шаг к разгадке двух самых глубоких загадок Вселенной.
|
|
|
|
Источник
|
