Астрономи загалом визнають теорію про те, що наш Всесвіт виглядає так, як виглядає, через космічну інфляцію — швидке розширення в моменти його народження. Це пояснює простор і плоску форму Всесвіту, яку спостерігають за допомогою таких інструментів, як Wilkinson Microwave Anisotropy Probe NASA. Але інфляція — не єдина модель, яка пояснює ранній Всесвіт. Є й інші, і вони стають безглуздими.
Троє фізиків з Університету в Буффало — Газал Гешніджані, Вілл Кінні та Азаде Морадінежад Дізга — взялися дослідити інші космічні моделі. Їхнє дослідження під назвою «Загальні умови для масштабно-інваріантних збурень у Всесвіті, що розширюється» з’явилося в листопаді в Інтернеті.Журнал космології та фізики астрочастинок(не плутати зЖурнал космології) і містив кілька цікавих результатів.
Ця картина немовлят всесвіту від NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) показує коливання температури понад 13 мільярдів років, які відповідають насінням, які виросли, щоб стати галактиками. Авторство: NASA Goddard Space Flight Center.
Вони дотримувалися основ — що теорія гравітації вірна і що ранній Всесвіт швидко розширювався. З цими двома обмеженнями команда виявила, що лише три моделі пояснюють ранній Всесвіт і розподіл матерії, який ми спостерігаємо сьогодні. Але ці моделі вимагають дуже дивної фізики.
Згідно з їхніми розрахунками, ранній Всесвіт вимагав прискореного космічного розширення (роздування), швидкості звуку, вищої за швидкість світла, або надзвичайно високої космічної енергії, щоб в кінцевому підсумку отримати наш нинішній Всесвіт. Третя модель насправді вимагає такої високої енергії, що вченим потрібно буде використовувати теорію квантової гравітації, як теорію струн, щоб пояснити додаткові виміри простору-часу, які з’являться.
Повідомлення на винос? Інфляція виявляється єдиним способом пояснити Всесвіт у контексті стандартної фізики, сказав Кінні. Він допускає, що хтось може придумати екзотичну фізику для пояснення чи створення інших моделей, наприклад, швидкість звуку вища за швидкість світла, але підозрює, що людям зручніше працювати з моделями, які відповідають загальноприйнятим законам фізики елементарних частинок.
Труднощі з поясненням інших моделей, сказав Кінні, «ставить ідею інфляції на набагато сильнішу основу, оскільки наявні альтернативи мають проблеми або дивацтва».
Космічна інфляція включає в себе квантову теорію поля для пояснення розподілу матерії у Всесвіті. За звичайних обставин частинки матерії та антиматерії можуть виникнути раптово, перш ніж зіткнутися та миттєво знищити один одного. Ці пари розлетілися так швидко після народження Всесвіту, що не мали можливості об’єднатися. Ця ж теорія стосується гравітонів і антигравітонів, які утворюють гравітаційні хвилі.
Ці частинки матерії є основою всієї структури сучасного Всесвіту. Крихітні коливання викликають колапс матерії і утворення зірок, планет і галактик.
Але полювання за іншими життєздатними моделями триває. Кінні, наприклад, не закінчив досліджувати інші теорії, у тому числі ті, які покладаються на надсвітову швидкість звуку. У нашому розумінні космосу ще можуть відбутися деякі серйозні зміни.
Джерело: Університет Буффало
