Ученые считают, что теория квантовой гравитации, объединяющая квантовую физику и общую теорию относительности Эйнштейна, поможет раскрыть одну из главных тайн космологии. Результаты исследования опубликованы в журнале Classical and Quantum Gravity.
Уже почти 100 лет ученые знают, что Вселенная расширяется. Но в последние десятилетия обнаружились загадочные несоответствия в измерениях скорости расширения, известной как постоянная Хаббла. Чтобы решить эту проблему, физики предложили включить квантовые эффекты в теорию, определяющую скорость расширения пространства.
В начале ХХ века Эдвин Хаббл выяснил, что чем дальше от Земли находятся галактики, тем быстрее они удаляются. Уже в XXI веке астрофизики вычислили скорость расширения космоса. Они наблюдали за далекими космическими объектами и реликтовым излучением, которое осталось после Большого взрыва. Позже выяснилось, что значения постоянной Хаббла отличаются от реальных показателей примерно на 10%. Это несоответствие, известное как проблема Хаббла, показывает, что ученые, возможно, не полностью понимают эволюцию Вселенной.
Авторы нового исследования предложили решение этой проблемы, согласующее различные измерения. Астрофизики определяют постоянную Хаббла косвенно, используя эволюционную модель Вселенной, основанную на общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Исследователи предложили изменить ее, учитывая квантовые эффекты, такие как случайные колебания поля и спонтанное рождение частиц из вакуума. Хотя квантовые эффекты можно учитывать в других теориях, квантовая гравитация пока остается неуловимой, что усложняет расчеты.
Авторы исследования сосредоточились на общих эффектах квантовой гравитации, характерных для многих теорий. Результаты показали, что учет квантовых эффектов в гравитационных взаимодействиях во время космической инфляции (первой стадии расширения космоса) меняет предсказания ОТО относительно свойств реликтового излучения. В этом случае оба значения постоянной Хаббла совпадают.
Ученые признают, что это теоретическое исследование. Окончательные выводы можно будет сделать только после создания полноценной теории квантовой гравитации. Тем не менее, они считают результаты работы «обнадеживающими».
Читать далее:
Открытие ученых впервые подтвердило правоту Эйнштейна
Фото природной аномалии из космоса опубликовал американский астронавт
Рядом с нами нашли планету размером с Землю: год там длится 17 часов
Обложка: Public Domain Pictures | Сведения о лицензии
Хотите уз