Сокращено число квантовых теорий, объясняющих расширение ранней Вселенной

МОСКВА, 29 октября. /ТАСС/. Российские и южнокорейские физики всесторонне проанализировали три популярные космологические теории, связывающие сверхбыстрое расширение Вселенной в первые мгновения ее существования с различными квантовыми процессами, и открыли свидетельства того, что лишь одна из них совместима с данными наблюдений. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.

"Рассмотренные нами модели являются минимальными модификациями общей теории относительности, что делает их простейшими естественными кандидатами на роль истинной теории космической инфляции. Мы пришли к выводу, что одна модель отлично согласуется с наблюдениями при некоторых значениях параметров, а оставшиеся две нуждаются в модификации", - пояснил научный сотрудник МФТИ Владимир Шмидт, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.

Ученые из МФТИ, Объединенного института ядерных исследований и южнокорейского Института фундаментальных исследований пришли к такому выводу при анализе возможных сценариев того, могут ли различные проявления квантовой механики объяснить то, почему границы Вселенной расширялись значительно быстрее скорости света в первые мгновения ее существования.

Этот сценарий, так называемая космологическая "инфляция" Вселенной, сейчас не вызывает вопросов у большинства физиков, однако механизмы этого сверхбыстрого расширения, а также причины его начала и завершения, сейчас вызывают споры среди ученых. К примеру, основоположник российской космологии Алексей Старобинский и многие космологи считают, что это сверхбыстрое расширение было обусловлено квантовыми проявлениями силы гравитации или переменами в квантовых свойствах вакуума.

Российские и южнокорейские физики проверили корректность трех популярных развитий этой идеи, претендующих на роль истинной теории космической инфляции. Для этого ученые изучили данные по крупномасштабной структуре мироздания, собранные при помощи зондов WMAP, "Планк" и антарктической обсерватории BICEP, и сопоставили их с результатами расчетов при помощи компьютерных моделей расширяющейся Вселенной, построенных на базе этих трех концепций.

Это сравнение показало, что реальным данным наблюдений соответствовала только одна из трех теорий, в рамках которой сверхбыстрое расширение Вселенной было связано с наличием в ней некого всепроникающего поля с ненулевой массой, которое слабо взаимодействовало с гравитацией. Результаты расчетов двух других моделей серьезно расходятся с замерами орбитальных и наземных обсерваторий, что сужает число квантовых теорий, объясняющих расширение ранней Вселенной, подытожили ученые.

О расширении Вселенной

В конце прошлого столетия, астрономы обнаружили во время наблюдений за вспышками сверхновых первого типа, что Вселенная не просто растет, а делает это все быстрее и быстрее. Причиной ускоренного расширения ее границ, как сегодня считают физики, служит так называемая темная энергия, загадочная субстанция или свойство пространства, чья природа остается одной из главных загадок современной науки.

Последующие наблюдения показали, что процесс роста Вселенной был очень неравномерным. В первые мгновения после Большого Взрыва ее границы расширялись со сверхсветовой скоростью, однако впоследствии они резко замедлились и оставались относительно низкими в первый 10 млрд лет существования мироздания. Впоследствии скорость расширения Вселенной начала быстро расти, что связано с усиливающимся влиянием темной энергии на структуру пространства-времени.