Новый подход позволяет вывести стремительное расширение космоса в первые мгновения после Большого взрыва непосредственно из фундаментальной теории, не прибегая к дополнительным допущениям — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Автор новостей
Общая теория относительности Эйнштейна превосходно описывает гравитацию уже более столетия, но в экстремальных условиях рождения Вселенной она перестает работать — математика буквально «ломается». Чтобы обойти эту проблему, большинство существующих моделей Большого взрыва добавляют к теории Эйнштейна дополнительные элементы, которые позволяют объяснить наблюдения, но выглядят как внешние «заплатки».
Команда специалистов Университета Ватерлоо (Канада) под руководством профессора физики и астрономии Ниайеша Афшорди пошла другим путем, использовав так называемую квадратичную квантовую гравитацию — математическую структуру, которая остается устойчивой даже при чрезвычайно высоких энергиях, характерных для момента рождения Вселенной. В этой теории гравитация и квантовая физика объединяются более последовательно, чем в стандартных подходах.
Главным результатом стало то, что инфляция — короткий период невероятно быстрого расширения Вселенной сразу после Большого взрыва — возникает в этой теории естественно, без искусственных дополнений. Инфляция считается ключевым понятием в космологии, потому что именно она объясняет, почему Вселенная выглядит столь однородной в больших масштабах и откуда взялись зародыши будущих галактик.
«Эта работа показывает, что взрывной рост Вселенной на раннем этапе может происходить непосредственно из более глубокой теории самой гравитации, — говорит Афшорди. — Вместо того чтобы добавлять новые элементы к теории Эйнштейна, мы обнаружили, что быстрое расширение возникает само собой, когда гравитация описывается способом, остающимся последовательным при экстремально высоких энергиях».
Особенно ценно то, что новая модель дает проверяемые предсказания. Она предполагает существование минимального уровня первичных гравитационных волн — крошечных колебаний пространства-времени, рожденных вскоре после Большого взрыва. Будущие эксперименты — детекторы гравитационных волн, обзоры галактик, анализ реликтового излучения — уже приближаются к чувствительности, необходимой для обнаружения этих сигналов.
«Хотя модель оперирует невероятно высокими энергиями, она приводит к четким предсказаниям, которые сегодняшние эксперименты действительно могут искать, — отмечает Афшорди. — Такая прямая связь между квантовой гравитацией и реальными данными — редкость, и это вдохновляет».
Команда планирует уточнить предсказания для будущих экспериментов и изучить, как эта теория связана с физикой элементарных частиц. Долгосрочная цель такой работы — построить надежный мост между квантовой гравитацией и наблюдательной космологией.
Ранее ученые объяснили, почему Вселенная не опустела после Большого взрыва.
