Сенсационное открытие: гравитация не такая, как мы думали, существует пятая сила природы

Об этом пишет New Scientist.

В прошлом году астрофизики сделали сенсационное открытие: темная энергия может терять свою силу по мере расширения Вселенной. Это привело к тому, что сейчас физики думают над заменой стандартной космологической модели Вселенной, которая описывает ее эволюцию, экзотическими новыми теориями. Эти теории утверждают, что гравитация работает не так, как мы думали. Возможно существует, новая фундаментальная сила природы или же неизвестная форма гравитации, которая меняется со временем.

Стандартная космологическая модель Вселенной

Лучшая модель Вселенной на сегодняшний день — это стандартная космологическая модель под названием Лямбда-CDM. Она разделяет космос на три части: материя, которую мы можем видеть, материя, которую мы не можем видеть, но которая все еще имеет гравитационное притяжение (темная материя) и темная энергия, постоянная сила, которая заставляет Вселенную расширяться все быстрее. В уравнениях, созданных Альбертом Эйнштейном, ускорение Вселенной, имеет фиксированную скорость, известную как космологическая постоянная.

Такая модель Вселенной соответствовала почти всем наблюдениям за космосом до недавних пор. Наблюдения с помощью прибора DESI, установленном на телескопе в Национальной обсерватории Китт-Пик, США, поставили эту модель под сомнение. DESI точно измеряет расстояния между галактиками в разное время в истории Вселенной, позволяя ученым вычислить, насколько быстро расширяется Вселенная.

Темная энергия не такая, как мы думаем

В прошлом году ученые обнаружили первые намеки на то, что темная энергия не является постоянной и что Вселенная может более медленно ускорятся с течением времени. Эти результаты были предварительными, но новый набор данных DESI, представленный в марте, подтверждает эти намеки, хотя ученые пока что не имеют 100% уверенности.

И-Фу Кай из Китайского университета науки и технологий и говорит Яшар Акрами из Мадридского университета в Испании считают, что это открытие может фактически поставить под угрозу стандартную космологическую модель.

Поле темной энергии

В то время как исследователи из группы DESI предложили подкорректировать модель Лямбда-CDM, чтобы она соответствовала результатам, Акрами и его коллеги утверждают, что эта корректировка не основана на какой-либо физической реальности. Вместо этого они обнаружили, что могут лучше описать изменения расстояния, которые видит DESI, описав темную энергию как поле, которое плавно меняется со временем.

Одним из преимуществ этой теории, называемой полем квинтэссенции, является то, что ее существование можно вывести из более полных моделей Вселенной, таких как определенные модели теории струн.

Это также хорошая новость для других теорий квантовой гравитации, которые долго боролись с предсказанием, основанным на стандартной космологической модели, что расширение Вселенной будет ускоряться вечно, говорит Кай.

Многие из этих теорий утверждают, что в сценарии постоянного ускорения квантовые колебания могут расширяться со временем и в конечном итоге стать такими же большими, как сама Вселенная. Это несовместимо с полным описанием Вселенной, но меняющаяся темная энергия сделала бы многие из этих теорий более жизнеспособными, говорят физики.

Пятая сила природы

Модель квинтэссенции Акрами и его команды не взаимодействует с гравитацией каким-либо значимым образом, но другие ученые обнаружили, что модели темной энергии, которые взаимодействуют с гравитацией, лучше соответствуют данным.

Ген Йе из Лейденского университета в Нидерландах и его коллеги предложили модель, называемую таянием гравитации, которая гласит, что гравитация, описанная общей теорией относительности Эйнштейна, начнет работать по-другому в какой-то момент времени из-за ее взаимодействия с изменяющимся полем темной энергии. Это может помочь объяснить то, что плотность энергии Вселенной должна увеличиваться со временем, если темная энергия становится слабее, говорит Йе.

Педро Феррейра из Оксфордского университета и его коллеги обнаружили, что другая модель квинтэссенции темной энергии, которая также взаимодействует с гравитацией, описывает то, что, по-видимому, обнаружил прибор DESI.

Феррейра считает, что не только гравитация играет одну из важнейших ролей во Вселенной, но может существовать и пятая сила природы, которая обусловлена ​​темной энергией.

К сожалению, текущие данные DESI недостаточно точны, чтобы различать разные модели взаимодействия темной энергии с гравитацией, говорят физики. Они надеются, что найдется способ определить, какая из теорий верна. Если гравитация изменяется под воздействием темной энергии, то это может проявиться в других наблюдениях. Но делать вывод о том, что темная энергия вообще меняется, пока еще преждевременно, говорят ученые, пока не получено больше данных, подтверждающих это.

• Напоминаем, что сейчас существуют четыре силы природы или фундаментальных силы Вселенной: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое взаимодействие.
• Также напоминаем, что о том, что Вселенная расширяется ученым известно уже почти 100 лет, но о том, что она расширяется с ускорением под влиянием темной энергии известно с конца 90-х годов прошлого века.

Также Фокус писал о том, что физики представили альтернативу теории Большого взрыва и считают, что Вселенная эволюционирует за счет быстрых взрывных событий. При этом темная энергия не нужна такой Вселенной.

Еще Фокус писал о том, что новый самолет-рекордсмен может пролететь 15 000 км без посадки. Самолет компании Gulfstream Aerospace теперь является самым дальним самолетом класса бизнес-джет. Он лишь немного уступает в скорости самому быстрому частному самолету в мире.