Vědci navrhují novou gravitaci k vysvětlení zrodu vesmíru

Mezinárodní tým výzkumníků vyvinul revidovanou teorii gravitace, která by mohla vyřešit jednu z největších záhad fyziky: jak se zrodil vesmír. Takzvaný Gravidade Quântica Quadrática se snaží překlenout propast mezi obecnou relativitou Einstein a kvantovou mechanikou v raných okamžicích Big Bang.

Liderado od Niayesh Afshordi, Universidade Profesor Waterloo a Instituto Perimeter, studie naznačuje, že gravitace samotná obsahuje nezbytné přísady k vysvětlení počáteční expanze vesmíru, aniž by se spoléhala na další hypotetické koncepty. Práce zpochybňuje tradiční pohled na to, jak vesmír vznikl.

Problém s teorií Einstein

Obecná teorie relativity, vyvinutá Albert Einstein v roce 1915, je mimořádně přesná při popisu vesmíru ve velkých měřítcích. Teorie Contudo čelí kritickému kolapsu, když je aplikována na rané okamžiky Big Bang a vnitřky černých děr.

Nessas extrémní podmínky hustoty, teploty a zakřivení, rovnice Einstein předpovídají singularitu bodu, kde se hustota a teplota stanou nekonečnými. “To obvykle naznačuje, že teorie je posunuta za hranice toho, co je spolehlivé,” vysvětluje Afshordi. Obecná teorie relativity prostě nefunguje při energiích tak vysokých, jako byly ty, které existovaly při zrodu vesmíru.

Cientistas se snaží tuto neúplnost vyřešit již desítky let. Standardním přístupem bylo přijmout obecnou relativitu a poté přidat další vrstvy teorie – většinou hypotetické inflační pole – k vysvětlení toho, jak se vesmír tak rychle rozpínal těsně po Big Bang.

Como nová gravitace funguje

Návrh Afshordi a jeho týmu tuto logiku obrací. Namísto opravy obecné teorie relativity dalšími přísadami rozšířili samotnou teorii gravitace tak, aby zůstala konzistentní i při extrémně vysokých energiích. Rozšíření Essa je to, co fyzici nazývají „ultrafialová úplnost“.

“Náš přístup se ptá, zda některé z tohoto chování v raném vesmíru může pocházet přímo z gravitace, jakmile bude napnuto způsobem, který se chová lépe při extrémních energiích,” řekl Afshordi. Gravidade Quântica Quadrática udržuje rovnice Einstein jako základ, ale přidává matematické pojmy, které zajišťují, že teorie funguje na jakémkoli energetickém měřítku.

Leia Também

Londýnská policie zatkla podezřelého z pobodání členů židovské komunity v Golders Green

Společnost Microsoft přeformulovala herní služby pomocí tří nových předplatných a rozšiřuje přístup prostřednictvím cloudu

Samsung v uniklých prototypech odhaluje nový tvar Galaxy Z Fold 8 Wide

Surpreendentemente, když tým použil tuto rozšířenou gravitaci na Big Bang, z rovnic přirozeně vyplynula fáze podobná inflaci. Não bylo potřeba zadat ručně. “Bylo působivé, že se mohl vynořit ze samotné gravitace,” řekl Afshordi. Model také potenciálně eliminuje koncept počáteční singularity, toho nemožného bodu, kde by bylo všechno nekonečné.

Testes pozorování na obzoru

Vědci poukazují na dva hlavní směry budoucího výzkumu:

• Melhorar teoretické porozumění modelu a testování jeho robustnosti nad rámec již prostudovaných zjednodušených scénářů
• Elaborar jasné observační předpovědi, které odlišují tuto teorii od konvenčnějších inflačních modelů
• Procurar specifické vzory v prvotních gravitačních vlnách
• Analisar jemné stopy v kosmickém mikrovlnném pozadí (CMB), kosmický fosilní zbytek prvního světla vesmíru
• Usar data z budoucích pozorování k potvrzení nebo vyvrácení hypotézy

“Toto jsou některé z mála sond, které nám mohou říci přímo o fyzice v extrémně vzdálených časech,” vysvětlil Afshordi. Pokud budoucí pozorování odhalí správný vzor prvotních gravitačních vln nebo charakteristické znaky na CMB předpovězené modelem, poskytlo by to konkrétní způsob, jak otestovat, zda je tento pohled na raný vesmír správný.

Ajuste s aktuálními údaji

Navrhovaný model velmi dobře zapadá do aktuálně dostupných kosmologických dat. V některých případech odpovídá pozorování lépe než mnoho standardních inflačních modelů. Isso nedokazuje, že teorie je správná, je zapotřebí více času a pozorování, ale nabízí naději, že tato cesta může vést ke skutečným odpovědím.

Quantum gravity represents the Santo Graal of theoretical physics. Unificar general relativity with quantum mechanics would fill a fundamental gap in our understanding of nature. Isso by vysvětlil, jak vesmír funguje na obrovských kosmických měřítcích a také na malých subatomárních měřítcích, kde jsou tyto dvě teorie neslučitelné.

Pokud se ukáže, že přístup Afshordi a jeho týmu je správný, bude to nejen důsledněji vysvětlovat Big Bang. Também by znamenalo, že Einstein si byl téměř jistý, že jeho teorie potřebuje pouze přirozené rozšíření, aby fungovala při skutečně extrémních energiích, bez potřeby dalších radikálně nových konceptů.