Ученые Университета Ватерлоо предложили новую модель, объясняющую, как возникла Вселенная. Согласно работе, быстрое расширение в первые мгновения после Большой взрыв могло возникнуть естественным образом из теории квантовой гравитации. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
Исследование возглавил доктор Ниайеш Афшорди — профессор физики и астрономии Университета Ватерлоо. Его команда попыталась объединить гравитацию и квантовую физику — два фундаментальных описания мира, которые плохо согласуются друг с другом в экстремальных условиях ранней Вселенной.
В классической модели используется общая теория относительности, однако она перестает работать при сверхвысоких энергиях. Чтобы обойти это ограничение, ученые применили подход под названием «квадратичная квантовая гравитация» — математически устойчивую теорию, пригодную для описания таких условий.
Главное отличие новой модели — отсутствие дополнительных допущений. В стандартных теориях ранней Вселенной вводятся специальные механизмы, чтобы объяснить инфляцию — резкое расширение пространства. Здесь же этот процесс возникает сам по себе.
«Мы показали, что взрывное расширение Вселенной может напрямую следовать из более глубокой теории гравитации», — объяснил профессор физики и астрономии Университета Ватерлоо Ниайеш Афшорди.
Кроме того, модель делает проверяемые предсказания. В частности, она предполагает существование минимального уровня первичных гравитационных волн — слабых колебаний пространства-времени, возникших сразу после Большого взрыва. Их в будущем могут обнаружить современные детекторы.
«Даже несмотря на то, что модель описывает экстремальные энергии, она приводит к предсказаниям, которые можно проверить экспериментально», — отметил Афшорди.
В дальнейшем авторы планируют уточнить прогнозы модели и проверить, как она связана с физикой элементарных частиц и другими нерешенными вопросами о ранней Вселенной.
Ранее астрономы зафиксировали аномальное слияние черных дыр.