Kosmologia jest zepsuta. Nie katastrofalnie, ale na tyle mocno, by pozbawić teoretyków snu. Mamy Lambda-CDM, model standardowy, który z powodzeniem wyjaśnia prawie wszystkie obserwowalne zjawiska we Wszechświecie. Kosmiczne mikrofalowe tło? To zadziałało. Rozmieszczenie galaktyk? To zadziałało. To jest prawdziwy zawodnik wagi ciężkiej. Problem leży w dużej literze L.
Lambda oznacza stałą kosmologiczną. To jest „odcinek” Einsteina dotyczący energii pustej przestrzeni. Wyjaśnia, dlaczego ekspansja Wszechświata przyspiesza. Jednak absolutnie nie rozumiemy dlaczego ma to takie znaczenie, jakie ma.
Kwantowa teoria pola przewiduje liczbę o około 122 rzędy wielkości większą. To być może najgorsza prognoza w historii fizyki. Co gorsza, napięcie Hubble’a pozostaje. Lokalne pomiary tempa ekspansji nie pokrywają się z danymi uzyskanymi z wczesnego Wszechświata. Żaden z tych problemów nie zniknął. Są uparci.
Savvas Kushiappas wypowiada się w tym kontekście. Fizyk teoretyczny z Bryan University, który niedawno opublikował nowy artykuł na temat arXiv, przedstawiając dziwny pomysł.
Być może Wszechświat ma swoją własną zasadę nieoznaczoności.
Oto jego propozycja. Nie da się jednocześnie określić z absolutną precyzją wielkości Wszechświata i tempa jego ekspansji. Heisenberg wiedział o tym, gdy mówił o cząstkach. Kushiappas twierdzi, że odnosi się to również do przestrzeni. Ta fundamentalna „niejasność” może wyjaśniać ciemną energię. Bez wprowadzania nowych cząstek. Bez uciekania się do tajemniczych pól energii próżni. Tylko matematyka.
Traktuje współczynnik skali (zasadniczo wielkość przestrzeni) jako operator kwantowy. Nie dojeżdża do pracy z prędkością ekspansji. W mechanice kwantowej ta nieprzemienność powoduje niepewność między położeniem a pędem. Stosując to tutaj, modyfikujemy równanie Friedmana.
Modyfikacja jest niewidoczna na pierwszy rzut oka. Wszystko jest określone przez jeden wolny wykładnik. A co jeśli ten wykładnik jest dodatni? Przyspieszona ekspansja na późniejszych etapach następuje naturalnie. Ciemna energia nie jest potrzebna. Sama geometria została stworzona do działania poprzez przestrzeń. Wszechświat rozszerza się, ponieważ jest „rozmyty”.
I robi się jeszcze dziwniej. Równanie nie jest całkowicie stałe. Przewiduje, że równanie stanu ciemnej energii powinno być nieco większe niż -1. Nie dokładnie -1, jak w pierwotnej stałej Einsteina.
Brzmi znajomo? Współczesne badania, takie jak DESI, już wskazują na odchylenia. Kolejna generacja teleskopów może to potwierdzić lub całkowicie temu zaprzeczyć.
Odwrócić znak? Historia zmienia się całkowicie. Matematyka wygładza wczesny Wszechświat. Swobodny punkt Wielkiego Wybuchu znika. W t=0 nie ma nieskończonej gęstości. Zamiast tego mamy do czynienia z „klasycznym odbiciem”. Przestrzeń kurczy się, osiąga minimalny rozmiar, a następnie powraca do ekspansji.
Czy to jest rzeczywistość? Prawdopodobnie jeszcze nie.
Jest to propozycja teoretyczna jednego autora. Matematyka robi świetną robotę. Zakłada przestrzennie płaski Wszechświat, co jest zgodne z aktualnymi danymi. Wymaga to jednak również, aby tempo ekspansji było dobrze wychowanym operatorem.
Czy dane będą posłuszne? A może Wszechświat upiera się przy prostej, nudnej wartości -1? Jeszcze nie wiemy. Będziemy musieli poczekać i zobaczyć. 🌌
