Tim predvođen Niayeshom Afshordijem predložio je Kvadratnu kvantnu gravitaciju — kvantno-konzistentno proširenje gravitacije koje prirodno dovodi do inflacijske faze i može ukloniti početnu singularnost. Model već dobro pristaje postojećim podacima, a ključne opservacione provere uključuju primordialne gravitacione talase i otiske u CMB. Naredni koraci su izoštravanje teorijskih detalja i formulacija jasnih predikcija za buduća posmatranja.
Kvantna gravitacija mogla bi objasniti početak univerzuma — nova „Kvadratna“ teorija uklanja singularnost
An illustration shows matter rushing forward from a singularity at the dawn of time during the Big Bang. | Credit: Robert Lea (created with Canva)
Naučnici predvođeni Niayeshom Afshordijem predložili su kvantno-konzistentno proširenje gravitacije, nazvano Kvadratna kvantna gravitacija, koje može bolje opisati ekstremne uslove iz najranijih trenutaka nakon Velikog praska. Ovaj pristup obećava da prirodno proizvede fazu sličnu kosmičkoj inflaciji i potencijalno eliminiše problem početne singularnosti koju predviđa opšta teorija relativnosti.
Zašto je to važno?
Opšta teorija relativnosti izvanredno dobro opisuje gravitaciju na velikim razmerama, ali kolabira u situacijama sa beskonačnim gustinama i krivinom prostor-vremena — na primer u samom srcu singularnosti Velikog praska ili unutar idealnih modela crnih rupa. To je signal da je potrebna teorija koja ujedinjuje kvantne efekte i gravitaciju pri veoma visokim energijama.
Šta je Kvadratna kvantna gravitacija?
Tim sa Univerziteta Waterloo i Perimeter instituta ispitao je teoriju u kojoj su u gravitacioni aksiom dodati kvadratni (drugi red) termini u zakonu koji opisuje zakrivljenost prostor-vremena. Takvo proširenje omogućava da se teorija ponaša bolje u tzv. ultravioletnom (veoma visokenergetskom) režimu, pa može postojati kao samostalna i dosledna „ultravioletna kompletna“ teorija gravitacije.
An illustration depicts the rapid expansion of the cosmos since the Big Bang. | Credit: TKTK
„Opšta teorija relativnosti radi izvanredno, ali vraćena unazad ona predviđa singularnosti — što znači da teoriju guramo dalje nego što je pouzdana. Naše proširenje gravitacije vodi do prirodne inflacione faze bez dodavanja posebnog inflacionog polja,“ rekao je Afshordi za Space.com.
Glavne osobine modela
- Model prirodno razvija kratku fazu ubrzanog širenja (sličnu inflaciji) bez potrebe za zasebnim inflacionim poljem.
- Može ukloniti ili izmeniti problem početne singularnosti, čineći opis prvih trenutaka univerzuma regularnijim.
- U nekoliko poređenja model dobro pristaje postojećim kosmološkim podacima, u nekim slučajevima čak konkurentno standardnim modelima inflacije.
Kako se teorija može testirati?
Autori ističu da su primarni opservacioni tragovi primordialni gravitacioni talasi i suptilni otisci u kosmičkom mikrotalasnom pozadinskom zračenju (CMB). Buduća precizna posmatranja, naročito detekcija specifičnog spektra primordialnih gravitacionih talasa ili određenih signatura u CMB polarizaciji, mogla bi potvrditi ili opovrgnuti model.
Naredni koraci
Tim planira da: (1) produbi teorijsko razumevanje i proveri robustnost zaključaka van pojednostavljenih postavki, i (2) formuliše jasnije predikcije koje se mogu uporediti sa budućim podacima o primordialnim talasima i CMB-u.
Rad je objavljen u časopisu Physical Review Letters.
Pomozite nam da budemo bolji.
