Savvas Koushiappas predlaže da ubrzano širenje Svemira može biti posledica kvantne neodređenosti same geometrije, a ne samo tamne energije. U modelu, veličina Svemira i stopa širenja ne mogu se istovremeno precizno znati, što menja evoluciju Hablove konstante i može ostaviti merljiv trag na kosmološkom horizontu. Alternativna varijanta modela može zameniti singularnost Velikog praska odbijanjem. DESI, Euclid i Vera C. Rubin Observatory mogu testirati ove predikcije.
Prve Naznake Kvantne Gravitacije? Novi Model Može Objasniti Ubrzano Širenje Svemira
(Maximusnd/iStock/Getty Images Plus)
Svemir se širi, i prema najnovijim podacima to širenje se ubrzava. Glavno pitanje za naučnike je šta pokreće to ubrzanje i da li uobičajeno objašnjenje — tamna energija — i dalje zadovoljava sve posmatrane činjenice.
U standardnom kosmološkom modelu, tamna energija čini približno 68% ukupne gustine energije Svemira, ali taj broj i dalje loše uklapa sa očekivanjima iz kvantne teorije polja. U novom radu objavljenom u Physical Review D, fizičar Savvas Koushiappas (Brown University) predlaže alternativu: deo efekata koji pripisujemo tamnoj energiji mogao bi poticati iz kvantne modifikacije same geometrije Svemira.
Dark energy has been used to help explain how the Universe's expansion is accelerating. (NASA/WMAP Science Team)
Koushiappasov model uvodi ideju da veličina Svemira (faktor skale) i njegova trenutna stopa širenja (H — Hablova konstanta) ne mogu biti istovremeno precizno određeni — analogno kvantnom principu neodređenosti, ali primenjenom na kosmološku skalu. Ta tvrdnja menja jednačine koje opisuju evoluciju ekspanzije i može dovesti do efekata koji na makroskopskom nivou podsećaju na tamnu energiju.
"U ovom okviru, ubrzano širenje kasnog Svemira može biti makroskopski otisak nerazdvojne kvantne neizvesnosti u istovremenom poznavanju veličine i stope ekspanzije Svemira," piše Koushiappas u radu.
Koushiappas povezuje ovu neodređenost sa idejama iz kvantne gravitacije — teoretske potrage za doslednim ujedinjenjem opšte relativnosti i kvantne mehanike. Ključna tvrdnja je da relevantna kvantna skala može dopirati do kosmološkog horizonta, što znači da bi efekti mogli ostaviti merljiv trag u istoriji širenja Svemira.
YouTube Thumbnail
Implikacije modela
U najjednostavnijoj verziji modela, taj kvantni doprinos menja tempo širenja na način koji bi se posmatrački mogao pripisati evoluirajućoj tamnoj energiji. Autor takođe opisuje alternativnu konfiguraciju u kojoj promena glavnog eksponenta modela uklanja singularnost Velikog praska i menja početak kosmološke istorije u odbijanjem (bounce) — univerzum koji se prvo kontrahuje, a zatim ponovo širi.
Ukratko: pozitivne vrednosti parametra modela daju ponašanje slično promenljivoj tamnoj energiji, dok dovoljno negativne vrednosti omogućavaju zamenu singularnosti Velikog praska sa odbijanjem.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Kako proveriti ideju?
Ako je model tačan, može postojati konkretniji, merljiv potpis kvantno-gravitacionih efekata u istoriji ekspanzije. Buduća i tekuća posmatranja velikih kosmoloških anketa — DESI, Euclid i Vera C. Rubin Observatory — trebalo bi da doprinose preciznijem merenju stope širenja i omogućе testiranje predviđanja modela.
Ograničenja i otvorena pitanja
Koushiappas ističe da pristup nije konačan: model je spekulativan i postoje nesaglasnosti i otvorena pitanja koja zahtevaju dodatne izračune i uporedna posmatranja. Neophodno je jasno povezati teoretsku formulaciju sa konkretnim posmatračkim signalima i proveriti da li predviđanja dosledno objašnjavaju sve dostupne podatke.
Bez obzira na to, ideja je značajna: umesto da se ubrzano širenje Svemira objašnjava isključivo nepoznatom komponentom, moguće je da ono nosi trag kvantne strukture same geometrije prostora. Rad je objavljen u Physical Review D i predstavlja podsticaj daljim teoretskim i posmatračkim naporima.
Pomozite nam da budemo bolji.
