И то, что сегодня определяет расширение Вселенной, - это загадочное явление, которое мы называем темной энергией. Все, что известно, - это то, что скорость расширения Вселенной сегодня увеличивается, и сила, движущая этим ускорением, называется «темной энергией».
При сравнении молодой Вселенной с современной Вселенной физики предполагают, что темная энергия (какой бы она ни была) постоянна. Но это предположение приводит к текущему противоречию, поэтому, возможно, темная энергия все еще меняется.
У ученых есть мрачное подозрение, что темная энергия имеет какое-то отношение к энергии, которая заперта в самом вакууме пространства-времени. Эта энергия исходит от всех «квантовых полей», пронизывающих вселенную.
В современной квантовой физике каждый отдельный тип частицы связан со своим специфическим полем. Эти поля распространяются во всем пространстве-времени, и иногда части этих полей в местах превращаются в частицы, которые мы хорошо знаем, - например, электроны, кварки и нейтрино. Итак, все электроны принадлежат электронному полю, все нейтрино принадлежат нейтринному полю и так далее. Взаимодействие этих полей является основой для понимания квантового мира.
Если измерения скорости расширения точны и темная энергия действительно меняется, это может дать представление о природе этих квантовых полей. В частности, если темная энергия изменяется, это означает, что изменились сами квантовые поля.
В недавней публикации в журнале arXiv физик-теоретик Массимо Кердонио из Университета Падуи рассчитал величину изменения квантовых полей, необходимую для объяснения изменения темной энергии.
Если есть новое квантовое поле, которое отвечает за изменение темной энергии, это означает, что во Вселенной появилась новая частица.
Величина изменения темной энергии, которую рассчитал Кердонио, требовала определенную массу частицы, которая оказалась примерно такой же, как масса нового типа частицы, которая уже была предсказана: так называемого аксиона. Физики изобрели эту теоретическую частицу, чтобы решить некоторые проблемы с квантовым пониманием ядерной энергии.
Несмотря на эту теорию, мы еще не открыли аксион, но если эти расчеты верны, то это означает, что аксион находится там, заполняя Вселенную и ее квантовое поле. Кроме того, этот гипотетический аксион уже заметен по изменению количества темной энергии в космосе. Возможно, хотя мы никогда не видели эту частицу в лаборатории, она уже меняет нашу Вселенную в самых больших масштабах