В то время как общая теория относительности Эйнштейна может разъяснить огромное количество умопомрачительных астрофизических и космологических явлений, некие нюансы параметров Вселенной в самых огромных масштабах остаются загадкой.
Новое исследование с внедрением петлевой квантовой космологии – теории, которая употребляет квантовую механику для расширения гравитационной физики за границы общей теории относительности Эйнштейна – разъясняет две главные потаенны.
В то время как различия в теориях происходят в мелких масштабах – еще наименьших, чем даже размер протона, они имеют последствия в самых огромных доступных масштабах во Вселенной. Исследование, опубликованное в журнальчике Physical Review Letters, дает новейшие пророчества о Вселенной, которые могут быть испытаны будущими галлактическими миссиями.
Хотя увеличенная картина Вселенной смотрится достаточно однородной, она имеет разную крупномасштабную структуру, к примеру, поэтому, что галактики и черная материя не умеренно распределены по всей Вселенной.
Происхождение данной структуры было прослежено до крохотных неоднородностей, наблюдаемых в галлактическом микроволновом фоне (CMB) – излучении, которое было испущено, когда Вселенная была возрастом 380 тыщ лет, и которое мы все еще можем созидать сейчас. Но сам CMB имеет три таинственные индивидуальности, которые числятся аномалиями, поэтому что их тяжело разъяснить при помощи известной физики.
“Хотя наблюдение одной из этих аномалий, может быть, и не является статистически приметным, наблюдение 2-ух либо наиболее совместно подразумевает, что мы живем в исключительной вселенной”, – произнес Донхун Чжон, адъюнкт-профессор астрономии и астрофизики в Пенсильванском институте и создатель статьи.
“Недавнешнее исследование в журнальчике Nature Astronomy предложило разъяснение одной из этих аномалий, которые вызвали настолько не мало доп заморочек, что они отметили вероятный кризис в космологии. – Но, используя квантовую петлевую космологию, мы естественным образом разрешили две из этих аномалий, избежав потенциального кризиса.”
Исследования, проведенные за крайние три десятилетия, существенно улучшили наше осознание ранешней Вселенной, в том числе и того, как были сделаны неоднородности в CMB. Эти неоднородности являются результатом неминуемых квантовых флуктуаций в ранешней Вселенной.
Во время фазы расширения в весьма ранешние времена – известной как инфляция, эти первичные, крохотные флуктуации растягивались под действием гравитации и заполняли наблюдаемые неоднородности в CMB.
Смотрите такжеКвантовая физика
Эффект бабочки не влияет на квантовое путешествие во времени
30.07.2020Квантовая физика
Квантовая отрицательность может привести к сверхточным измерениям
29.07.2020
“Чтоб осознать, как появились первичные семечки, нам необходимо ближе посмотреть на раннюю Вселенную, где общая теория относительности Эйнштейна рушится”, – произнес Абхай Аштекар, доктор физики и директор Института гравитации и вселенной штата Пенсильвания.
– Обычная инфляционная парадигма, основанная на общей теории относительности, разглядывает пространство-время как гладкий континуум. Разглядим рубаху, которая смотрится как двумерная поверхность, но при не далеком рассмотрении вы сможете узреть, что она соткана плотно упакованными одномерными нитями. Таковым образом, ткань (мед. система клеток и межклеточного вещества, объединённых общим происхождением, строением и выполняемыми функциями) пространства-времени вправду соткана квантовыми нитями. При учете этих потоков петлевая квантовая космология дозволяет нам выйти за границы континуума, описанного общей теорией относительности, где физика Эйнштейна разрушается – к примеру, за границы Огромного Взрыва.”
Диаграмма, показывающая эволюцию Вселенной в согласовании с парадигмой петлевого квантового происхождения, разработанной учеными из Пенсильванского института. © Alan Stonebraker. P. Singh,
Предшествующее исследование ранешней Вселенной поменяло идею сингулярности Огромного взрыва, в какой Вселенная появилась из ничего, Огромным отскоком, в каком текущая расширяющаяся Вселенная появилась из сверхсжатой массы, которая была сотворена, когда Вселенная сжималась в собственной предшествующей фазе.
Ученые нашли, что все крупномасштабные структуры Вселенной, описываемые общей теорией относительности, в одинаковой мере объясняются инфляцией опосля этого огромного скачка, используя уравнения петлевой квантовой космологии.
В новеньком исследовании ученые обусловили, что инфляция в рамках петлевой квантовой космологии также разрешает две из главных аномалий, которые возникают в рамках Общей теории относительности.
“Первичные флуктуации, о которых мы говорим, происходят в неописуемо малом планковском масштабе”, – молвят исследователи. – Планковская длина приблизительно на 20 порядков меньше радиуса протона. Но поправки на инфляцию в этом немыслимо малом масштабе сразу разъясняют две аномалии в самых огромных масштабах Вселенной, в галлактическом танго весьма малого и весьма огромного.”
Исследователи также сделали новейшие пророчества о базовом космологическом параметре и первичных гравитационных волнах, которые могут быть испытаны во время будущих галлактических миссий, включая LiteBird и Cosmic Origins Explorer, которые продолжат облагораживать наше осознание ранешней Вселенной.
Источник: