Новое исследование показало, что наша Вселенная расширяется быстрыми темпами: Kакова причина?

Наша вселенная расширяется с постоянно ускоряющейся скоростью - феномен, согласно всем теориям космологии, но который ни одна из них не может полностью объяснить. Теперь новое теоретическое исследование предлагает увлекательное решение: возможно, наша вселенная расширяется потому, что она постоянно сталкивается и поглощает "детские" параллельные вселенные.

Исследования космического микроволнового фона, последующего свечения Большого Взрыва, показали, что наша вселенная переживает ускоренное расширение. Для того чтобы эти наблюдения соответствовали основной теории космической эволюции, названной Стандартной Космологической Моделью, физики предполагают, что вселенная наполнена загадочным веществом, получившим название темной энергии, которая стимулирует это расширение.

Однако эта ускользающая форма энергии не проявляется никаким другим образом, что заставляет многих астрофизиков сомневаться в ее существовании и исследовать возможность альтернативной причины расширения вселенной. 

В новом исследовании, опубликованном 12 декабря 2023 года в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, ученые предложили идею о том, что расширение вселенной может быть вызвано постоянным слиянием с другими вселенными.

"Основное открытие нашей работы заключается в том, что ускоренное расширение нашей вселенной, вызванное таинственной темной энергией, может иметь простое интуитивное объяснение - слияние с так называемыми детскими вселенными, и что модель для этого может лучше соответствовать данным, чем стандартная космологическая модель", - сообщил ведущий автор исследования Ян Амбйёрн, физик из Копенгагенского университета, в письме LiveScience.

Swallowing cosmic 'babies'

Хотя идея взаимодействия нашей вселенной с несколькими параллельными вселенными не нова, эта статья разрабатывает математическую модель для изучения гипотетического воздействия этого взаимодействия на эволюцию нашей вселенной. Расчеты исследователей показали, что слияние с другими вселенными должно привести к увеличению объема нашей вселенной, что может быть воспринято нашими приборами как расширение вселенной.

Кроме того, ученые использовали свою теорию для вычисления темпа расширения вселенной, и они утверждают, что их расчеты ближе соответствуют наблюдениям вселенной, чем традиционная Стандартная Космологическая Модель.

Предложенная теория также предлагает решение головоломки космологической инфляции - таинственного сверхбыстрого расширения, произошедшего в первые моменты существования вселенной. В то время как физики ранее предполагали, что это расширение вызвано "инфлатоном" - гипотетическим полем, вызывающим сверхбыстрое расширение в первые миллисекунды после Большого взрыва, в новом исследовании авторы предлагают альтернативу. Они предполагают, что это сверхбыстрое начальное расширение могло быть вызвано поглощением нашей молодой вселенной более крупной вселенной.

"Тот факт, что Вселенная расширилась ... за очень короткое время, подразумевает, что это расширение могло быть вызвано столкновением с более крупной вселенной, [то есть] это действительно была наша Вселенная, которая была поглощена другой 'родительской' вселенной", - написали исследователи в своей статье. "Поскольку у нас в настоящее время нет детального описания процесса поглощения, сложно оценить, могло ли такое сценарий произойти так, чтобы решить проблемы, для решения которых была предназначена инфляция, но один интересный аспект такого сценария заключается в том, что не требуется поля инфлатона".

Ученые предполагают, что после поглощения наша вновь увеличенная вселенная продолжила сталкиваться с другими "детскими вселенными" и включала их в свой состав.

Хотя теория авторов позволяет решить некоторые важные проблемы современной космологии, ее проверка зависит от наблюдательных данных. В настоящее время проводятся множество экспериментов для изучения свойств микроволнового фона, так что ученые могут дать ответы на эти фундаментальные вопросы в ближайшем будущем.

"Наше расширение Вселенной в позднее время отличается от стандартных космологических предсказаний, и мы считаем, что наблюдения телескопа Euclid и телескопа Джеймса Уэбба установят, какая модель лучше всего описывает расширение нашей Вселенной в настоящее время", - сказал Ёсиюки Ватабики, физик из Токийского технологического института, в интервью Live Science.