Загадочные «нечастицы» способны расколоть Вселенную
Ученые признают, что Вселенная расширяется, но точная причина неизвестна. Одно из самых популярных объяснений — темная энергия в форме космологической постоянной, которая приводит к расширению со скоростью, не зависящей от возраста Вселенной и температуры материи и излучения.
В новой статье исследователи проанализировали идею о том, что темная энергия состоит из теоретической формы материи, называемой нечастицами, пишет LiveScience. Авторы предполагают, что расширение Вселенной обусловлено не космологической постоянной, а нечастицами. Они обнаружили, что эта теория лучше согласуется с наблюдениями, чем распространенная стандартная космологическая модель, которая предполагает космологическую постоянную.
Такие величины, как постоянная Хаббла, определяющая скорость расширения, и S8, указывающая на образование крупномасштабных структур, не измеряются напрямую. Они рассчитываются на основе наблюдений космического микроволнового фона (остаточного излучения от Большого взрыва) и далеких звезд и галактик с использованием математических теорий. Разные теории на основе одних и тех же данных дают разные значения этих параметров. Это большая проблема для космологии.
Физик-теоретик Говард Джорджи предложил идею о нечастицах более десяти лет назад. В фундаментальной физике обычно рассматриваются поля, такие как электрическое поле, где возникают частицы-возбуждения этого поля, например, фотоны. У частиц обычно есть определенная масса и импульс. Нечастицы, однако, возникают в результате взаимодействия набора полей, где их возбуждения не имеют определенного импульса и массы. В макроскопическом масштабе они ведут себя как жидкость. Как следствие, соотношение между давлением, оказываемым нечастицами, и плотностью их энергии, зависит от температуры.
Очень слабое взаимодействие нечастиц с «обычной» материей, предсказываемое всеми теоретическими моделями вещества, делает их отличным кандидатом на роль темной энергии.
Ученые использовали гипотезу нечастиц вместо космологической постоянной и объединили ее с данными наблюдений, собранными в результате многих экспериментов. Значения постоянной Хаббла и параметра S8, полученные с использованием нечастиц, согласуются друг с другом, в отличие от значений, рассчитанных с использованием стандартной космологической модели.
На данный момент нет эмпирических доказательств, подтверждающих эту теорию. Однако авторы уверены, что в ближайшее десятилетие точность астрономических измерений повысится настолько, что можно будет определить, верно ли их предположение. Пока ученые хотят проверить теорию с помощью ускорителя частиц.
Другая теория предполагает, что мир темной материи — зеркало нашей Вселенной, но с другими правилами. Объяснили, что это значит.
