Учените предлагат квантовата гравитация да обясни раждането на Вселената

Pesquisadores, воден от Niayesh Afshordi, от Universidade на Waterloo, представи нова теория, която може да разреши една от най-големите мистерии във физиката: какво се случи в първите моменти на Big Bang. Предложението, наречено Gravidade Quântica Quadrática, оспорва общата теория на относителността на Einstein, като предполага, че гравитацията, разширена до изключително високи енергии, може да обясни раждането на космоса без необходимост от безкрайни сингулярности.

Общата теория на относителността, разработена преди повече от век, работи перфектно в много ситуации. Но се проваля ужасно, когато се прилага към Big Bang. Naquele момент, теорията предвижда невъзможни условия: безкрайна плътност, кривина и температура. Segundo Afshordi, това показва, че Einstein е пропуснал нещо извън своето уравнение.

Непълнотата на класическата гравитация

Традиционната теория за Big Bang започва с гравитацията на Einstein и след това добавя допълнителни съставки, главно хипотетично „инфлационно поле“, за да обясни първоначалното бързо разширяване на Вселената. Това е като да закърпиш дупка в неадекватна теория.

Работата на екипа пита дали част от това поведение може да дойде директно от самата гравитация, след като бъде разширена, за да работи при изключително високи енергии. Вместо да третират Big Bang като точка, в която уравненията се провалят, изследователите изучават теория, в която гравитацията вече съдържа необходимите съставки, за да опише последователно тази ултра-първоначална фаза.

Afshordi обясни концепцията за “ултравиолетовата пълнота”: теория, която остава пълна и самосъгласувана дори при произволно високи енергии. Предложеното от екипа разширение възстановява модел на ранна космическа инфлация, като същевременно потенциално елиминира проблематичната концепция за ранна сингулярност.

Como теорията работи

Gravidade Quântica Quadrática фундаментално предефинира как разбираме силата, която управлява космоса в най-малките му мащаби. Теорията се вписва много добре в текущите данни от наблюдения, в някои случаи по-добре от много стандартни инфлационни модели.

Това, което най-много изненада изследователите, беше колко естествено се появи фаза, подобна на инфлация, след като теорията беше третирана в последователен високоенергиен контекст. Normalmente, учените смятат инфлацията за нещо, което трябва да се добави към гравитацията. Aqui, възниква естествено от самата гравитация.

Leia Também

Хороскопът за май разкрива астрологични промени във всички знаци

Формула 1 напредва с възможния старт на Маями GP, за да избегне бури в неделя

Формула 1 отдава почит на Аертон Сена на 32-та годишнина от смъртта му в Имола

• Gravidade Quântica Quadrática поддържа последователност при произволно високи енергии
• Recupera ранен модел на космическа инфлация без особености
• Съвпада добре с текущите данни от наблюдения
• Reduz има нужда от допълнителни предположения за ранната вселена
• Oferece по-елегантен подход към проблема за космическия произход

Testes наблюдения в бъдеще

Следващата стъпка на екипа е да подобри прогнозите за наблюдение на модела и внимателно да ги сравни с бъдещи данни. Изследването следва две основни насоки: теоретична и наблюдателна.

На теоретичния фронт изследователите искат да разберат по-пълно структурата на квантовата гравитация и да тестват устойчивостта на заключенията отвъд опростения сценарий, който са изучавали. От гледна точка на наблюдение, те трябва да направят по-ясни прогнози за първичните гравитационни вълни и други следи от ранната вселена.

Наблюдателните доказателства, които биха могли да потвърдят теорията на екипа, ще дойдат от някои от най-старите наблюдаеми сигнали във Вселената. Pequenas вълни в пространство-времето, наречени първични гравитационни вълни, носят пряка информация за Big Bang. Важни Igualmente са фините следи в космическия микровълнов фон, космическа вкаменелост, която представлява първата светлина на Вселената, останала от времето, когато Космосът е бил само на 380 000 години.

Защо това има значение

Para физици, доказващи концепцията за квантовата гравитация е еквивалентна на Santo Graal. Preencheria разликата между нашето обяснение на Вселената в огромни космически мащаби, управлявани от общата теория на относителността, и в малки мащаби, управлявани от квантовата физика. Durante В продължение на десетилетия учените търсят единна теория, която да работи и в двата края.

Afshordi подчерта, че ако бъдещите наблюдения открият правилния модел на първични гравитационни вълни или други отличителни знаци в космическия микровълнов фон, това ще предостави начин да се провери дали тази картина на ранната вселена е правилна. Caso в противен случай може да е необходимо по-конвенционално обяснение.

Изследването представлява сравнително минимално разширение на теорията на Einstein, но с потенциала да допринесе значително за разрешаването на дълбокия проблем с нашия космически произход. Научната общност следи с интерес следващите стъпки на това разследване.