Oamenii de știință propun gravitația cuantică pentru a explica nașterea universului

Pesquisadores condus de Niayesh Afshordi, de Universidade de Waterloo, a prezentat o nouă teorie care ar putea rezolva unul dintre cele mai mari mistere din fizică: ceea ce s-a întâmplat în primele momente ale Big Bang. Propunerea, numită Gravidade Quântica Quadrática, provoacă relativitatea generală a lui Einstein sugerând că gravitația, atunci când este extinsă la energii extrem de mari, poate explica nașterea cosmosului fără a fi nevoie de singularități infinite.

Relativitatea generală, dezvoltată cu mai bine de un secol în urmă, funcționează perfect în multe situații. Dar eșuează lamentabil când este aplicat la Big Bang. Momentul Naquele, teoria prezice condiții imposibile: densitate infinită, curbură și temperatură. Segundo Afshordi, aceasta indică faptul că Einstein a lăsat ceva în afara ecuației sale.

Incompletitudinea gravitației clasice

Teoria tradițională Big Bang începe cu gravitația lui Einstein și apoi adaugă ingrediente suplimentare, în principal un ipotetic „câmp de inflație”, pentru a explica expansiunea rapidă inițială a universului. Este ca și cum ai petice o gaură într-o teorie inadecvată.

Munca echipei se întreabă dacă o parte din acest comportament ar putea proveni direct de la gravitație însăși, odată ce acesta este extins pentru a lucra la energii extrem de mari. În loc să trateze Big Bang ca un punct în care ecuațiile eșuează, cercetătorii studiază o teorie în care gravitația conține deja ingredientele necesare pentru a descrie această fază ultra-primordială în mod constant.

Afshordi a explicat conceptul de „completitudine ultravioletă”: o teorie care rămâne completă și auto-consecventă chiar și la energii arbitrar ridicate. Extinderea propusă de echipă recuperează un model de inflație cosmică timpurie, eliminând în același timp conceptul problematic al unei singularități timpurii.

Como teoria funcționează

Gravidade Quântica Quadrática redefinește în mod fundamental modul în care înțelegem forța care guvernează cosmosul la cele mai mici scale ale sale. Teoria se potrivește foarte bine cu datele observaționale actuale, în unele cazuri mai bine decât multe modele inflaționiste standard.

Ceea ce i-a surprins cel mai mult pe cercetători a fost cât de natural a apărut o fază asemănătoare inflației odată ce teoria a fost tratată într-un context consistent de înaltă energie. Normalmente, oamenii de știință cred că inflația este ceva ce trebuie adăugat la gravitație. Aqui, apare în mod natural din gravitația însăși.

Leia Também

Noul Honda CG Titan 2025 capătă un aspect sportiv și motorul recalibrat pentru regulile de mediu

Sony surprinde și lansează trei jocuri cu buget mare gratuit pentru posesorii de PlayStation 5

Apple încheie producția modelului iPhone 14 și SE pentru a se concentra pe o nouă linie cu inteligență artificială

• Gravidade Quântica Quadrática menține consistența la energii arbitrar ridicate
• Recupera model de inflație cosmică timpurie fără singularități
• Se potrivește bine cu datele observaționale actuale
• Reduz are nevoie de ipoteze suplimentare despre universul timpuriu
• Oferece abordare mai elegantă a problemei originilor cosmice

Testes observații în viitor

Următorul pas al echipei este să îmbunătățească predicțiile observaționale ale modelului și să le compare cu atenție cu datele viitoare. Cercetarea urmează două direcții principale: teoretică și observațională.

Pe frontul teoretic, cercetătorii doresc să înțeleagă mai pe deplin structura gravitației cuantice și să testeze robustețea concluziilor dincolo de scenariul simplificat pe care l-au studiat. În termeni observaționali, ei trebuie să facă predicții mai clare pentru undele gravitaționale primordiale și alte urme ale universului timpuriu.

Dovezile observaționale care ar putea confirma teoria echipei vor veni din unele dintre cele mai vechi semnale observabile din univers. Ondulurile Pequenas în spațiu-timp, numite unde gravitaționale primordiale, transportă informații directe despre Big Bang. Igualmente importante sunt semnele subtile din fundalul cosmic cu microunde, o fosilă cosmică care reprezintă prima lumină a universului rămasă de când cosmosul avea doar 380.000 de ani.

De ce contează asta

Fizicienii Para, demonstrând că conceptul de gravitație cuantică este echivalent cu Santo Graal. Preencheria diferența dintre explicația noastră a universului la scară cosmică vaste, guvernată de relativitatea generală, și la scară mică, guvernată de fizica cuantică. Durante Timp de decenii, oamenii de știință au căutat o teorie unificată care să funcționeze la ambele capete.

Afshordi a subliniat că, dacă observațiile viitoare detectează modelul corect al undelor gravitaționale primordiale sau alte semne distinctive în fundalul cosmic cu microunde, va oferi o modalitate de a testa dacă această imagine a universului timpuriu este corectă. Caso În caz contrar, poate fi necesară o explicație mai convențională.

Cercetarea reprezintă o extensie relativ minimă a teoriei Einstein, dar cu potențialul de a contribui semnificativ la rezolvarea problemei profunde a originilor noastre cosmice. Comunitatea științifică urmează cu interes următorii pași ai acestei investigații.