Что, если расширение Вселенной было… всего лишь иллюзией?
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 .
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.