Лукас Ломбризер, профессор теоретической физики Женевского университета, предполагает, что расширение Вселенной может быть просто иллюзией. Этот пересмотр космологии, который наверняка вызовет бурную реакцию, также предлагает решение загадок, связанных с темной энергией и темной материей. Подробности этой работы опубликованы в журнале .
С 1920-х годов мы знаем, что Вселенная расширяется, а с 1990-х годов — что это расширение ускоряется с течением времени. Другими словами, с каждой секундой Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью.
Мы знаем это благодаря явлению, называемому красным смещением, которое представляет собой растяжение длины волны света в сторону самого красного конца спектра. С практической точки зрения, отдаленные галактики имеют более высокое красное смещение, чем те, которые находятся ближе к нам.
Это ускоренное расширение определяется термином, известным как космологическая постоянная. Эта постоянная является настоящей головной болью для космологов, поскольку предсказания ее значения отличаются от фактических наблюдений на десятки порядков величины, в зависимости от используемых методов.
Космологи обычно пытаются устранить расхождение между различными значениями, предлагая новые частицы или физические силы. В данном случае Лукас Ломбризер, профессор теоретической физики Женевского университета, радикально изменил свой метод.
«В этой работе мы надели новую пару очков, чтобы взглянуть на космос и его неразрешенные загадки, проведя математическую трансформацию физических законов, которые им управляют«, — говорит исследователь в интервью Livescience.
Колебания массы частиц
В математической интерпретации физика Вселенная не расширяется, а является плоской и статичной, как считалось раньше. В действительности наблюдаемые эффекты, которые, казалось бы, свидетельствуют о существовании ускорения в расширении Вселенной, можно объяснить эволюцией масс частиц с течением времени.
Согласно концепции исследователя, эти частицы (например, фотоны и электроны) возникают из поля, пронизывающего пространство-время. Космологическая постоянная определяется массой поля и принимает естественное значение, которое находится в том же масштабе, что и физические константы теории, а не отличается на несколько порядков, как это происходит в обычных моделях.
Здесь, поскольку это поле колеблется, массы частиц, которые оно порождает, также колеблются. В результате космологическая постоянная всегда меняется со временем. Однако в данной модели это изменение связано не с расширением Вселенной, а с эволюцией массы частиц во времени.
Конкретно, эти флуктуации поля привели бы к большему красным смещениям для удаленных скоплений галактик, чем предсказывают традиционные космологические модели. «Я с удивлением обнаружил, что проблема космологической постоянной просто исчезает в этом новом взгляде на космос«, — продолжает исследователь.
Интересная теория, но…
Эта новая теория также затрагивает одну из самых горячих тем в космологии, а именно темную материю. Исследователь предполагает, что флуктуации поля могут также вести себя как отдельное поле, состоящее из аксионов (гипотетических частиц), способных производить те же эффекты, что и наблюдаемые.
Эти флуктуации могли бы также устранить проблему темной энергии — гипотетической силы, которая, как считается, растягивает ткань пространства, раздвигая галактики все дальше и дальше друг от друга. В этой модели ее действие объясняется тем, что массы частиц проходят иной эволюционный путь в более поздние периоды развития Вселенной.
Лус Анхела Гарсия, постдокторский исследователь из Университета ECCI в Боготе, Колумбия, была впечатлена этой новой интерпретацией и количеством проблем, которые она решает. «Статья весьма интересна и дает необычный результат для множества проблем космологии«, — сказала она.
Естественно, мы должны оставаться осторожными в интерпретации этих выводов, пояснила исследовательница, поскольку многие элементы этой теоретической модели, вероятно, не смогут быть проверены наблюдательно, по крайней мере, в ближайшем будущем.