Всесвіт

Вчені підтвердили, що до нашого Всесвіту існувало ще щось

Американські вчені за допомогою математичних інструментів описали неоднорідності реліктового космічного випромінювання, що виник безпосередньо після зародження Всесвіту. Автори вважають, що їх результати підтверджують правильність гіпотези Великого відскоку, згідно з якою виникнення нашого Всесвіту стало результатом розпаду якогось «попереднього» всесвіту. Результати опубліковані в журналі Physical Review Letters.

У той час як теорія загальної теорії відносності Ейнштейна пояснює широкий спектр астрофізичних і космологічних явищ, деякі властивості Всесвіту залишаються загадкою. Зокрема, вона не може пояснити нерівномірність розподілу в просторі галактик і темної матерії.

Співробітники Університету штату Пенсільванія починаючи з 1980-х років розробляють космологічну парадигму, засновану на уявленні про петльову квантову гравітацію. Ця парадигма, яка отримала назву петльова квантова космологія, описує всі сучасні великі структури у Всесвіті як квантові флуктуації простору-часу, що мали місце при народженні світу.

Згідно з загальноприйнятою теорією Великого вибуху, все почалося з сингулярності — стану, в якому вся матерія і енергія були стиснуті в одну точку. Потім, в перші частки секунди, в період, званий інфляцією, космос роздувся до величезних розмірів. Але теорія Великого вибуху не пояснює, що було до сингулярності, тому цей стан неможливо описати з точки зору законів фізики та математики.

Вчені з Університету штату Пенсільванія дотримуються альтернативної гіпотези Великого відскоку, згідно з якою поточний Всесвіт виник завдяки масі всесвіту попередньої фази. Для опису цього стану вони використовують універсальний математичний апарат, що поєднує квантову механіку і теорію відносності.

Походження структури Всесвіту автори простежують до найдрібніших неоднорідностей, що фіксуються на тлі надвисокочастотного реліктового космічного випромінювання, яке було випущено, коли Всесвіту було всього 380 тисяч років.

Але саме це випромінювання володіє трьома загадковими аномаліями, які важко пояснити за допомогою класичної фізики. Ці відхилення настільки серйозні, що багато фізиків почали говорити про кризу в космології.

У новому дослідженні вчені доводять, що з точки зору петльової квантової космології опис інфляції усуває дві основні аномалії в розподілі реліктового випромінювання.

«Використовуючи космологію квантової петлі, ми природним чином вирішили дві з цих аномалій, що дозволяє уникнути потенційної кризи, — наводяться в прес-релізі університету слова одного з авторів дослідження Чон Дон Хі (Donghui Jeong), доцента кафедри астрономії та астрофізики. — Присутність цих аномалій говорить про те, що ми живемо у виключному Всесвіту».

Автори вважають, що неоднорідності реліктового випромінювання є результатом неминучих квантових флуктуацій в ранньому Всесвіті. Під час прискореної фази розширення — інфляції — спочатку ці крихітні флуктуації розтягувалися під впливом сили тяжіння, відбиваючись у спостережуваних неоднорідностях.

«Стандартна інфляційна парадигма, заснована на загальній теорії відносності, розглядає простір-час як гладкий континуум, — говорить перший автор роботи, професор Абхай Аштекар (Abhay Ashtekar), директор Інституту гравітації та космосу штату Пенсільванія. — Тканина сорочки теж виглядає як двомірна поверхня, але при найближчому розгляді ви можете побачити, що вона складається з щільно упакованих одновимірних ниток. Так і в тканину простору-часу вплетені квантові нитки. Враховуючи ці нитки, петльова квантова космологія дозволяє нам вийти за межі континууму, що описується загальною теорією відносності».

Вчені сподіваються, що нові супутникові місії, такі як LiteBIRD і Cosmic Origins Explorer, націлені на виявлення слідів первинних гравітаційних хвиль на тлі реліктового випромінювання, підтвердять їх висновки.

Натхнення: earth-chronicles.ru

Кнопка «Наверх»
Закрыть