Астрономические наблюдения показывают, что наша Вселенная расширяется с постоянно увеличивающейся скоростью. Однако общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что, если Вселенная содержит только известные нам виды частиц и излучения, такое поведение ткани пространства невозможно.
Чтобы согласовать наблюдения за расширением Вселенной с этой теорией, ученые предположили, что космос заполнен загадочной сущностью, которую невозможно обнаружить ни в наземных, ни в космических экспериментах.
Эта загадочная субстанция, называемая темной энергией, очень слабо взаимодействует с другими типами материи и полей, поэтому на данный момент нет достоверной информации о ее структуре и происхождении.
В исследовании, опубликованном 5 апреля в журнале Physical Review D, ученые предложили нового кандидата на роль темной энергии: червоточины субатомного размера — или крошечные туннели, соединяющие разрозненные точки в пространстве.
По мнению авторов, эти червоточины постоянно рождаются и разрушаются в вакууме космоса из-за квантовых эффектов. Математическое описание этих червоточин требует учета квантовых эффектов в гравитации и это чрезвычайно сложная задача.
Трудности в расчетах не позволили авторам исследования точно вывести скорость рождения червоточин. Однако, используя подход, известный как евклидова квантовая гравитация, они показали, что если около 10 миллиардов червоточин спонтанно создаются на кубический сантиметр в секунду, то энергии, которую они генерируют, будет достаточно, чтобы объяснить наблюдаемую в настоящее время скорость расширения Вселенной.
«Хотя этот результат был получен на основе евклидовой квантовой гравитации, вполне вероятно, что наша модификация может быть применима и к другим теориям квантовой гравитации», - считает докторант Фессалийского университета и соавтор исследования Стилианос Цилиукас.
Более того, анализ группы показал, что эта модель темной энергии лучше объясняет наблюдения расширения Вселенной, чем широко принятая Стандартная космологическая модель, которая утверждает, что темная энергия имеет независимую от времени плотность энергии.
«Согласно нашему предложению, темная энергия может меняться с течением времени, — говорит Цилиукас. - Это объясняет наблюдения показывающие, что скорость расширения Вселенной в недавнее время отличается от скорости расширения в ранней Вселенной».
Авторы планируют и дальше совершенствовать свой теоретический анализ. «Сейчас мы работаем над моделью, которая вычисляет скорость образования червоточин, — заключает Цилиукас. - Исследование кажется многообещающим, и мы надеемся опубликовать результаты очень скоро».