Современная космология уже много лет сталкивается с серьезной проблемой. Несмотря на успехи модели Lambda-CDM, которая отлично описывает структуру и эволюцию Вселенной, ученые до сих пор не понимают природу темной энергии — загадочного механизма, заставляющего космос расширяться все быстрее.
Главная трудность связана с так называемой космологической постоянной. Квантовая теория предсказывает для нее значение, которое отличается от наблюдаемого примерно на 122 порядка — это одно из крупнейших расхождений между теорией и экспериментом во всей физике. Дополнительно ситуацию осложняет «напряжение Хаббла»: разные методы измерения скорости расширения Вселенной дают несовпадающие результаты.
Физик-теоретик Саввас Коушиаппас из Университета Брауна предложил необычный способ взглянуть на проблему. В своей работе, опубликованной на arXiv, он предположил, что размер Вселенной и скорость ее расширения могут быть связаны квантовым принципом неопределенности — примерно так же, как в квантовой механике связаны положение и импульс частицы.
Если эта идея верна, то само пространство-время приобретает фундаментальную «нечеткость». В результате привычное уравнение Фридмана, описывающее расширение Вселенной, изменяется. И именно эта деформация, по расчетам автора, может естественным образом приводить к ускоренному расширению космоса без необходимости вводить темную энергию как отдельную сущность.
Интересно, что модель предсказывает не совсем постоянное ускорение. Параметр состояния темной энергии оказывается немного выше значения -1, которое соответствует классической космологической постоянной. И именно на такие слабые отклонения уже намекают некоторые современные наблюдения, включая результаты проекта DESI.
Теория также предлагает альтернативный взгляд на раннюю Вселенную. Если изменить параметры модели, Большой взрыв перестает быть сингулярностью с бесконечной плотностью. Вместо этого возникает сценарий «космического отскока», при котором Вселенная сначала сжимается до минимального размера, а затем снова начинает расширяться.
Пока работа остается исключительно теоретической и требует дальнейшей проверки. Однако ближайшие годы могут стать решающими. Миссия «Эвклид», обсерватория Веры Рубин и другие проекты как раз занимаются высокоточным измерением расширения Вселенной. Если они подтвердят небольшое отклонение параметра темной энергии от значения -1, новая теория может привлечь к себе гораздо больше внимания.
Читать TechDigest в Google
