Космологи давно шукають відповідь на дві великі загадки: чому Всесвіт розширюється з прискоренням і звідки береться енергія, що це прискорення викликає. З’явилася теорія, яка може пояснити обидві загадки одразу.
Що не так із нашою моделлю
Стандартна модель космології, Lambda-CDM, дуже добре описує будову Всесвіту на великих масштабах. Вона охоплює розподіл галактик, реліктове випромінювання і вміст легких елементів. Але в ній є одне слабке місце.
Lambda, або космологічна стала, відповідає за прискорення розширення Всесвіту. Квантова теорія поля передбачає для неї значення приблизно в 10¹²² разів більше від виміряного, і це одне з найбільших розходжень між теорією і реальністю в усій фізиці.
Окремою проблемою лишається так звана напруга Габбла. Швидкість розширення Всесвіту, виміряна локально, не збігається з тією, яку виводять із даних про ранній Всесвіт. Ця суперечність не зникає попри десятиліття досліджень.
Ідея Коушіаппаса
Вчений Савас Коушіаппас з Університету Брауна опублікував статтю на препринтному сервері arXiv, де пропонує нестандартний підхід. Він припускає, що розмір Всесвіту і швидкість його розширення не можна одночасно визначити з довільною точністю. Так само, як у квантовій механіці не можна одночасно точно знати координату й імпульс частинки.
Ця квантова невизначеність на рівні всього Всесвіту деформує рівняння Фрідмана. Це основне рівняння, яке описує, як Всесвіт розширюється. Модифікована версія автоматично відтворює прискорення розширення на пізніх етапах і не потребує жодної темної енергії. Не нові частинки, не нові поля, а лише його власна квантова невизначеність.
Що передбачає модель
Параметр рівняння стану темної енергії для справжньої космологічної сталої точно дорівнює −1. У теорії Коушіаппаса він виявляється трохи більшим. Саме такі відхилення вже фіксує Спектроскопічний інструмент темної енергії DESI, та їх мають перевірити наступні огляди.
Якщо змінити знак вільного показника ступеня в рівнянні, модель поводиться зовсім інакше. Замість прискорення на пізніх етапах вона замінює сингулярність Великого вибуху мінімальним розміром, від якого Всесвіт відштовхується і починає розширюватись, без нескінченної густини й без краху фізичних законів.
Що далі
Поки що це теоретична робота одного автора, яка не перевірена спостереженнями. Модель залежить від того, чи підтвердять майбутні дані відхилення від −1 у параметрі темної енергії. Місія Euclid, обсерваторія Віри Рубін і DESI вимірюють саме ті величини, які теорія передбачає відмінними від стандартної моделі.
Якщо відхилення залишатимуться, ідея Коушіаппаса стане дедалі привабливішою для космологічної спільноти.
Джерело: space.com
