Космологія зламалася. Чи не катастрофічно, але досить сильно, щоб позбавляти сну теоретиків. У нас є Лямбда-CDM — стандартна модель, яка успішно пояснює майже всі явища, що спостерігаються у Всесвіті. Космічний мікрохвильовий фон? Спрацювало. Розподіл галактик? Спрацювало. Це справжній важкоатлет. Проблема криється у великій літері L.
Лямбда позначає космологічну постійну. Це заглушка Ейнштейна для енергії порожнього простору. Вона пояснює, чому розширення Всесвіту пришвидшується. Однак ми абсолютно не розуміємо, чому вона має саме те значення, яке спостерігається.
Квантова теорія поля передбачає число, приблизно 122 порядку величини більше. Це, мабуть, найгірше передбачення історії фізики. Що ще гірше, залишається напруженість Хаббла. Локальні вимірювання швидкості розширення не збігаються з даними, отриманими від раннього Всесвіту. Жодна із цих проблем не зникла. Вони вперті.
У цьому контексті виступає Савас Кушіаппас. Теоретичний фізик із Брайнського університету, який нещодавно опублікував нову статтю на arXiv із дивною ідеєю.
Можливо, Всесвіт має свій власний принцип невизначеності.
Ось його пропозиція. Розмір Всесвіту та швидкість його розширення не можуть бути одночасно задані з абсолютною точністю. Гейзенберг знав про це, коли говорив про частинки. Кушіаппас стверджує, що це можна застосувати і до космосу. Ця фундаментальна “розмитість” може пояснити темну енергію. Без запровадження нових частинок. Без звернення до таємничих полів енергії вакууму. Лише математика.
Він розглядає масштабний фактор (по суті розмір простору) як квантовий оператор. Він не повністю комутує зі швидкістю розширення. У квантовій механіці ця некомутативність створює невизначеність між становищем та імпульсом. Застосувавши це тут, ми змінимо рівняння Фрідмана.
Модифікація непомітна здавалося б. Усі визначає один вільний експонент. Якщо цей експонент позитивний? Прискорене розширення на пізніх етапах виникає природним чином. Темна енергія не потрібна. Саму геометрію змушує працювати простір. Всесвіт розширюється, тому що він «розмитий».
І це стає ще дивнішим. Рівняння не є абсолютно незмінним. Воно передбачає, що рівняння стану темної енергії має бути трохи більшим за -1. Не рівно -1, як у вихідної постійної Ейнштейна.
Звучить знайоме? Сучасні дослідження, такі як DESI, вже натякають на відхилення. Теlescopes наступного покоління можуть підтвердити це або повністю спростувати.
Переверніть знак? Історія повністю змінюється. Математика згладжує ранній Всесвіт. Вільна точка Великого вибуху зникає. Немає нескінченної густини при t=0. Натомість — «класичний відскок». Космос стискається, досягає мінімального розміру, а потім відскакує назад у розширення.
Чи це реальністю? Мабуть, поки що ні.
Це теоретична пропозиція одного автора. Математика робить велику роботу. Вона передбачає просторово-плоский Всесвіт, що відповідає поточним даним. Але вона також вимагає, щоб швидкість розширення була добре повідомленим оператором.
Дані підкорятимуться? Чи Всесвіт наполягає на простому, нудному значенні -1? Ми поки що не знаємо. Прийде почекати і подивитися. 🌌
