Физики представили новую модель Вселенной: в ней не нужна темная энергия

Фото: phys.org

Темная энергия остается одной из величайших загадок для физиков. В стандартной модели космологии под названием Лямбда-CDM, она учитывается путем добавления космологической постоянной в уравнение поля Эйнштейна. Эта постоянная имеет маленькое и положительное значение и нет полного понимания того, почему так происходит. Темная энергия имеет некоторые особые свойства, такие как отрицательное давление, и она не становится менее мощной по мере расширения Вселенной. Это вызывает недоумение у физиков, и они пытаются объяснить, что же на самом деле происходит во Вселенной. Новое исследование, опубликованное в журнале Europhysics Letters, предлагает новую модель космоса, где темная энергия не нужна, пишет Phys.

Из-за странных и непонятных свойств темной энергии, которая как считается отвечает за ускоренное расширение космоса, физики продолжают искать альтернативные объяснения ускоренного расширения Вселенной. Авторы нового исследования ранее уже предположили, что если Вселенная существует в паре с анти — Вселенной, которая двигается назад во времени, то можно объяснить ускоренное расширение космоса без существования темной энергии.

В новой работе физиков представлена модель Вселенной в виде браны (гипотетический фундаментальный многомерный физический объект). В этой модели Вселенная представляет собой трехмерную брану, которая находится внутри более многомерного объема пространства. Представьте себе Вселенную в виде двухмерного листа, который находится в трехмерном пространстве. Это то, чем является Вселенная в виде браны внутри пространства с большим количеством измерений.

Теоретически каждая брана имеет постоянное растяжение, которое играет роль в ее динамике. Физики использовали модель браны с переменным растяжением, а также одновременно повысили гравитационную постоянную Ньютона в четырехмерном пространстве до скалярного поля, сохраняя фиксированной гравитационную постоянную в пятимерном пространстве.

Некоторые теории модифицированной гравитации также повышают гравитационную постоянную Ньютона до скалярного поля. Манипуляции физиков привели к динамике, которая имитирует стандартное уравнение Фридмана (описывает развитие во времени однородной Вселенной в рамках общей теории относительности), но теперь скалярное поле эффективно играет роль полей материи во Вселенной. Но материя эффективно играет роль темной энергии. Это эффективно в том смысле, что физики рассмотрели комбинированный эффект, исходящий от переменного растяжения браны.

Поэтому, не используя какой-либо космологической постоянной, ученые смогли объяснить темную энергию только с двумя известными полями: скалярным полем, которое является гравитационной постоянной Ньютона, но теперь повышено до скалярного поля и поля материи.

По слова авторов исследования, либо мы принимаем, что общая теория относительности верна, и мы живем во Вселенной темной материей и темной энергией, либо мы принимаем, что живем в мультивселенной с большим количеством измерений.

Ученые считают, что Вселенная выбирает простоту и симметрию, а модифицированные теории гравитации не соответствуют этим критериям.

Теперь остается с помощью наблюдений определить истину, которая может быть вскоре станет известна, учитывая новые модели Вселенной, считают физики.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform