Новая теория квантовой гравитации решает главную загадку космологии: что выяснили физики

Уже почти 100 лет ученые знают, что Вселенная расширяется. Но за последние десятилетия выяснилось, что различные измерения скорости расширения Вселенной или постоянной Хаббла, приводят к загадочным несоответствиям. Чтобы решить проблему, физики предлагают включить квантовые эффекты в теорию, которая используется для определения скорости расширения космоса. Таким образом, ученые считают, что вариант теории квантовой гравитации, которая должна объединить квантовую физику и общую теорию относительности Эйнштейна, может помочь решить одну из главных загадок космологии. Результаты исследования были опубликованы в журнале Classical and Quantum Gravity, пишет Live Science.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Несоответствие в расчетах при измерении скорости расширения космоса

О том, что Вселенная расширяемся впервые сообщил в 1929 году астроном Эдвин Хаббл. Он выяснил, что, чем дальше от Земли находятся галактики, тем быстрее они удаляются от нас. Уже в 21 веке астрофизики с помощью наблюдений за далекими космическими объектами и реликтовым излучением (свет, оставшийся после Большого взрыва) вычислили скорость расширения космоса. Но оказалось, что разница в значении постоянной Хаблла составляет примерно 10%. Это несоответствие получило название проблема Хаббла и говорит о том, что ученые, возможно, не совсем верно понимают эволюцию Вселенной.

Авторы нового исследования предложили свое решение данной проблемы, которое позволяет согласовать противоречия в полученных результатах измерений. По словам авторов, астрофизики делают вывод о постоянного Хаббла косвенно с помощью эволюционной модели Вселенной, в основе которой лежит общая теория относительности Эйнштейна.

Квантовые эффекты

Ученые предложили внести изменения в эту теорию с учетом квантовых эффектов. Эти эффекты, которые присущи фундаментальным взаимодействиям, включают случайные колебания поля и спонтанное рождение частиц из космического вакуума.

Хотя ученые могут учитывать квантовые эффекты в теории других полей, но квантовая гравитация остается неуловимой. Поэтому подобные расчеты делать очень трудно, а иногда и невозможно. Авторы исследования сосредоточились на широких эффектах квантовой гравитации, которые являются общими для многих предложенных теорий.

Решение проблемы Хаббла

Результаты показали, что если учитывать квантовые эффекты при описании гравитационных взаимодействий во время космической инфляции (самая первая стадия расширения космоса), то это меняет предсказания теории относительности касательно свойств реликтового излучения. Таким образом оба полученные значения постоянной Хаббла в этом случае совпадают.

Ученые признают, что это лишь теоретическое исследование и окончательные выводы можно будет сделать лишь когда будет создана полноценная теория квантовой гравитации. Тем не менее они считают свои результаты обнадеживающими.

По словам физиков, связь между реликтовым излучением и эффектами квантовой гравитации открывает путь к экспериментальному изучению этих эффектов в ближайшем будущем.

Если все в космосе вращается вокруг чего-то, то делает ли это Млечный Путь? На этот вопрос дали ответ ученые, как уже писал Фокус. Хотя Земля и все планеты вращаются вокруг Солнца, в галактических масштабах все намного сложнее.

Также Фокус писал о том, что черные дыры, как предполагает новое исследование, на самом деле не являются тем, чем кажутся. Физики таким образом предлагают решение загадки, связанной с тем, что в недрах черной дыры нарушаются известные законы физики.