Новости всё Наука - iCity.life Пермь

Лукас Ломбризер, профессор теоретической физики Женевского университета, предполагает, что расширение Вселенной может быть просто иллюзией. Этот пересмотр космологии, который наверняка вызовет бурную реакцию, также предлагает решение загадок, связанных с темной энергией и темной материей. Подробности этой работы опубликованы в журнале Classical and Quantum Gravity.

С 1920-х годов мы знаем, что Вселенная расширяется, а с 1990-х годов - что это расширение ускоряется с течением времени. Другими словами, с каждой секундой Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью.

Мы знаем это благодаря явлению, называемому красным смещением, которое представляет собой растяжение длины волны света в сторону самого красного конца спектра. С практической точки зрения, отдаленные галактики имеют более высокое красное смещение, чем те, которые находятся ближе к нам.

Это ускоренное расширение определяется термином, известным как космологическая постоянная. Эта постоянная является настоящей головной болью для космологов, поскольку предсказания ее значения отличаются от фактических наблюдений на десятки порядков величины, в зависимости от используемых методов.

Космологи обычно пытаются устранить расхождение между различными значениями, предлагая новые частицы или физические силы. В данном случае Лукас Ломбризер, профессор теоретической физики Женевского университета, радикально изменил свой метод.

"В этой работе мы надели новую пару очков, чтобы взглянуть на космос и его неразрешенные загадки, проведя математическую трансформацию физических законов, которые им управляют", — говорит исследователь в интервью Livescience.

Колебания массы частиц

В математической интерпретации физика Вселенная не расширяется, а является плоской и статичной, как считалось раньше. В действительности наблюдаемые эффекты, которые, казалось бы, свидетельствуют о существовании ускорения в расширении Вселенной, можно объяснить эволюцией масс частиц с течением времени.

Согласно концепции исследователя, эти частицы (например, фотоны и электроны) возникают из поля, пронизывающего пространство-время. Космологическая постоянная определяется массой поля и принимает естественное значение, которое находится в том же масштабе, что и физические константы теории, а не отличается на несколько порядков, как это происходит в обычных моделях.

Здесь, поскольку это поле колеблется, массы частиц, которые оно порождает, также колеблются. В результате космологическая постоянная всегда меняется со временем. Однако в данной модели это изменение связано не с расширением Вселенной, а с эволюцией массы частиц во времени.

Конкретно, эти флуктуации поля привели бы к большему красным смещениям для удаленных скоплений галактик, чем предсказывают традиционные космологические модели. "Я с удивлением обнаружил, что проблема космологической постоянной просто исчезает в этом новом взгляде на космос", — продолжает исследователь.

Интересная теория, но...

Эта новая теория также затрагивает одну из самых горячих тем в космологии, а именно темную материю. Исследователь предполагает, что флуктуации поля могут также вести себя как отдельное поле, состоящее из аксионов (гипотетических частиц), способных производить те же эффекты, что и наблюдаемые.

Эти флуктуации могли бы также устранить проблему темной энергии - гипотетической силы, которая, как считается, растягивает ткань пространства, раздвигая галактики все дальше и дальше друг от друга. В этой модели ее действие объясняется тем, что массы частиц проходят иной эволюционный путь в более поздние периоды развития Вселенной.

Лус Анхела Гарсия, постдокторский исследователь из Университета ECCI в Боготе, Колумбия, была впечатлена этой новой интерпретацией и количеством проблем, которые она решает. "Статья весьма интересна и дает необычный результат для множества проблем космологии", — сказала она.

Естественно, мы должны оставаться осторожными в интерпретации этих выводов, пояснила исследовательница, поскольку многие элементы этой теоретической модели, вероятно, не смогут быть проверены наблюдательно, по крайней мере, в ближайшем будущем.