Космология сломалась. Не катастрофически, но достаточно сильно, чтобы лишать сна теоретиков. У нас есть Лямбда-CDM — стандартная модель, которая успешно объясняет почти все наблюдаемые явления во Вселенной. Космический микроволновый фон? Сработало. Распределение галактик? Сработало. Это настоящий тяжеловес. Проблема кроется в заглавной букве L.
Лямбда обозначает космологическую постоянную. Это «заглушка» Эйнштейна для энергии пустого пространства. Она объясняет, почему расширение Вселенной ускоряется. Однако мы абсолютно не понимаем, почему она имеет именно то значение, которое наблюдается.
Квантовая теория поля предсказывает число, примерно на 122 порядка величины большее. Это, пожалуй, худшее предсказание в истории физики. Что еще хуже, остается напряженность Хаббла. Локальные измерения скорости расширения не совпадают с данными, полученными от ранней Вселенной. Ни одна из этих проблем не исчезла. Они упрямы.
В этом контексте выступает Саввас Кушиаппас. Теоретический физик из Брайнского университета, который недавно опубликовал новую статью на arXiv со странной идеей.
Возможно, у Вселенной есть свой собственный принцип неопределенности.
Вот его предложение. Размер Вселенной и скорость ее расширения не могут быть одновременно заданы с абсолютной точностью. Гейзенберг знал об этом, когда говорил о частицах. Кушиаппас утверждает, что это применимо и к космосу. Эта фундаментальная «размытость» может объяснить темную энергию. Без введения новых частиц. Без обращения к таинственным полям энергии вакуума. Только математика.
Он рассматривает масштабный фактор (по сути, размер пространства) как квантовый оператор. Он не вполне коммутирует со скоростью расширения. В квантовой механике эта некоммутативность создает неопределенность между положением и импульсом. Применив это здесь, мы изменим уравнение Фридмана.
Модификация незаметна на первый взгляд. Все определяет один свободный экспонент. Если этот экспонент положителен? Ускоренное расширение на поздних этапах возникает естественным образом. Темная энергия не нужна. Саму геометрию заставляет работать пространство. Вселенная расширяется, потому что она «размыта».
И это становится еще страннее. Уравнение не является абсолютно постоянным. Оно предсказывает, что уравнение состояния темной энергии должно быть немного больше -1. Не ровно -1, как в исходной постоянной Эйнштейна.
Звучит знакомо? Современные исследования, такие как DESI, уже намекают на отклонения. Теlescopes следующего поколения могут подтвердить это или полностью опровергнуть.
Переверните знак? История полностью меняется. Математика сглаживает раннюю Вселенную. Свободная точка Большого взрыва исчезает. Нет бесконечной плотности при t=0. Вместо этого — «классический отскок». Космос сжимается, достигает минимального размера, а затем отскакивает обратно в расширение.
Является ли это реальностью? Вероятно, пока нет.
Это теоретическое предложение одного автора. Математика делает большую работу. Она предполагает пространственно-плоскую Вселенную, что соответствует текущим данным. Но она также требует, чтобы скорость расширения была хорошо-поведенным оператором.
Данные будут подчиняться? Или Вселенная настаивает на простом, скучном значении -1? Мы пока не знаем. Придется подождать и посмотреть. 🌌
