Как квантовые флуктуации могут объяснить происхождение Вселенной? Новый взгляд на космологию

Что, если для объяснения появления звёзд, галактик и нас самих не нужны экзотические частицы и гипотетические поля? Именно такую идею предложила международная команда физиков под руководством научного сотрудника ICREA Рауля Хименеса из Института космических наук Барселонского университета.

Конец инфляции?

На протяжении десятилетий физики опирались на инфляционную модель, согласно которой Вселенная в первые доли секунды расширялась с головокружительной скоростью.

Но у этой теории есть серьёзная слабость — она требует множества настраиваемых параметров, которые легко подгонять под любые наблюдения. Это делает модель менее убедительной с научной точки зрения.

Хименес и его коллеги предлагают иную концепцию. Вместо гипотетического "инфлатона" они рассматривают состояние, известное как пространство Де Ситтера — оно хорошо согласуется с наблюдаемой тёмной энергией и не требует спекулятивных допущений.

Физика без домыслов

Новое объяснение возникновения структуры во Вселенной опирается лишь на квантовые флуктуации гравитационного поля. Иными словами, сами колебания пространства-времени могли быть достаточны для запуска процессов, приведших к образованию звёзд и галактик.

"На протяжении десятилетий мы пытались понять, как зарождалась Вселенная, используя модели, основанные на элементах, которые мы никогда не наблюдали, что делает это предложение таким интересным, так это его простота и проверяемость", — говорит Рауль Хименес.

Флуктуации, с которых всё начинается, ведут себя нелинейно — они взаимодействуют, накапливаются и со временем формируют сложные структуры.

Это даёт возможность строить прогнозы, которые можно проверить при помощи наблюдений, например, регистрации гравитационных волн.

Новый взгляд на старый вопрос

Понимание того, как всё началось, — это не только наука, но и способ лучше осознать наше место во Вселенной. Новая гипотеза Хименеса минималистична и в то же время элегантна.

Она не требует новых сущностей, а только углублённого знания уже известных физических законов.

Если будущие измерения подтвердят предложенную модель, это может радикально изменить наш взгляд на происхождение космоса — и открыть новую страницу в науке о Вселенной.

Уточнения

Тёмная эне́ргия (англ. dark energy) в космологии — гипотетический вид энергии, введённый в математическую модель Вселенной для объяснения наблюдаемого её расширения с ускорением.