Ейнштейн не впорався. "Зайві" виміри у Всесвіті пояснили те, що не змогла теорія відносності

Японські вчені вважають, що додавання додаткових вимірів необхідне для пояснення принципу роботи гравітації у ранньому Всесвіті і того як ці процеси призвели до тих умов, які відомі вченим сьогодні. Дослідники у своїй роботі намагалися узгодити теорії, що суперечать одна одній, з різних областей фізики. Однією з таких теорій є загальна теорія відносності Ейнштейна, яка пояснює той факт, що об'єкти, що мають масу, спотворюють тканину простору-часу. Цей ефект ми сприймаємо як гравітацію .

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Загальна теорія відносності Ейнштейна переважно успішно пояснює принцип роботи гравітації. Але якщо йдеться про екстремальні умови, наприклад, про сингулярність усередині чорних дір або початкові умови, в яких утворилася вся видима матерія та енергія у Всесвіті, то тут виникають проблеми.

Деякі вчені вважають, що ці проблеми можна вирішити, викорисавши теорію суперструн. За допомогою цієї теорії деякі вчені змогли б описати всі частинки та фундаментальні сили природи, як коливання одновимірних об'єктів, які називаються струнами.

Тобто теорія суперструн могла б узгодити загальну теорію відносності, в якій всі події є безперервними та визначеними з квантовою механікою, де події відбуваються через квантові стрибки, а їх результати мають варіативність. Але поки що доказів цієї теорії не виявлено.

У своєму новому дослідженні Ясуака Хікіда та його колеги з Кіотського університету спробували прокласти шлях до перевірки теорії суперструн. Вчені звернули увагу на космологічну модель, яка називається Модель де Сіттера або Всесвіт де Сіттера. Цю модель запропонував нідерландський вчений Віллем де Сіттер ще у 20-х роках минулого століття.

Теоретична Модель де Сіттера описує найпростіше космологічне розв'язання рівнянь поля Ейнштейна, які пов'язують геометрію простору-часу з матерією всередині. У Всесвіті де Сіттера тривимірний просторовий Всесвіт є плоским, хоча він і викривлений у чотирьох вимірах простору-часу, при цьому звичайна матерія ігнорується. Тому у Всесвіті де Сіттера переважає так звана космологічна постійна частина рівнянь поля, яка пояснює розширення Всесвіту.

Хікіда та його колеги розробили метод обчислення так званих сполучних функцій, які описують розподіл матерії та галактик у космосі внаслідок коливань у ранньому Всесвіті. Вчені зробили це за допомогою голографії, в якій вищі виміри існують як проєкція на тривимірний просторовий Всесвіт. Це схоже на те, як захисні голограми на пластикових платіжних картках показують тривимірні зображення на двовимірній поверхні.

Вищі виміри теорії суперструн необхідні, щоб Всесвіт мав принаймні шість додаткових вимірів на додаток до звичних трьох просторових вимірів і четвертого часового виміру.

Вчені почали з існуючих методів обробки гравітації в так званому анти-де-Сіттерівському Всесвіті, де простір-час викривлено в напрямку, протилежному напрямку звичайного Всесвіту де Сіттера, і змінили їх, щоб вони працювали в останній моделі.

За словами Хікіди, вчені дійшли висновку, що цей метод можна застосовувати у більш широкому розумінні, ніж очікувалося, якщо мати справу з квантовою гравітацією. Після завершення початкового дослідження вчені хочуть розширити аналіз, щоб досліджувати ефекти космологічної ентропії та квантової гравітації.

У той час як у цьому дослідженні вчені розглядали лише тривимірний Всесвіт як приклад, аналіз можна поширити на чотиривимірний космос, кажуть вчені. Це може дозволити їм отримати інформацію про реальний світ.

"Наше дослідження, можливо, сприяє перевірці теорії суперструн і дозволяє проводити практичні розрахунки про ледь помітні зміни, які відбулися в тканині простору-часу раннього Всесвіту", — говорить Хікіда.

Як вже писав Фокус, виявити паралельний Всесвіт, як вважають вчені можна за допомогою однієї з теорій.