Інша фізика. Всесвіт розривають таємничі нечастинки: що говорить теорія

Згідно з новим теоретичним дослідженням, опублікованим у виданні Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, постійне прискорене розширення Всесвіту спричинене загадковою формою матерії, яка називається нечастинки. Ця форма матерії виходить за рамки Стандартної моделі фізики елементарних частинок, пише Live Science.

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

Загадкова форма матерії

Наразі астрофізики визнають, що Всесвіт розширюється, при чому за цим скоріше за все стоїть невловима темна енергія. Вона є космологічною постійною і розширює космос із певною швидкістю. Досі не зрозуміло, чим саме є темна енергія, але нова теорія припускає, що вона складається з гіпотетичної форми матерії під назвою нечастинки. Вчені вважають вважають, що їхня теорія краще узгоджується зі спостереженнями, ніж стандартна космологічна модель, яка передбачає космологічну постійну.

Проблема космології

Зараз астрономи зіткнулися з проблемою, коли спостереження показують різні значення важливих космологічних параметрів. Постійну Габбла, яка показує швидкість розширення космосу, і параметр S8, який показує, наскільки сильно матерія накопичується в космосі і формує великомасштабні структури, не можна виміряти безпосередньо. Для цього використовують спостереження за реліктовим випромінюванням, що залишилося після Великого вибуху, і за далекими зірками та галактиками.

Нечастинки

Але отримані дані в результаті спостережень дають різні значення космологічних параметрів. І цю загадку поки що не можуть вирішити астрофізики. Автори нового дослідження, вважають, що рішення цих проблем є. Їхня теорія припускає, що розширення Всесвіту зумовлене не космологічною постійною, а нечастинками.

Ідея про гіпотетичну форму матерії з'явилася понад 10 років тому. У фундаментальній фізиці частинки є збудженнями електричного поля з чітко визначеною масою та імпульсом. Але нечастинки є результатом дії полів, у яких їхні збудження не мають чітко визначеного імпульсу та маси. Таким чином, на макроскопічному рівні вони поводяться як рідина. Особливим результатом цієї властивості є те, що їхнє рівняння стану, яке описує співвідношення між тиском, що вони чинять, та густиною їхньої енергії, залежить від температури.

Це рівняння стану дуже нагадує рівняння космологічної постійної. Ба більше, дуже слабка взаємодія нечастинок зі звичайною матерією робить їх чудовим кандидатом на роль темної енергії, вважають учені.

Розв'язання загадки Всесвіту

Автори дослідження використовували нечастинки замість космологічної сталої та об'єднали цю форму матерії з даними спостережень за космосом. Вчені виявили, що, на відміну від значень, розрахованих з використанням стандартної космологічної моделі, значення сталої Габбла і параметра S8, отримані в результаті експерименту, узгоджуються одне з одним, якщо використовувати теорію про існування нечастинок.

Автори дослідження кажуть, що суперечності між різними значеннями постійної Габбла і параметра S8 у цьому випадку значно зменшилися, а тому ці значення стали більш узгодженими.

Учені впевнені, що в найближчі 10 років технології дадуть змогу провести точніші спостереження за космосом, і це зі свого боку дасть змогу перевірити, чи правильна їхня теорія.

Як уже писав Фокус, астрофізики змогли узгодити різні значення швидкості розширення космосу і прийшли до єдиного результату. Але все ж головну загадку, чому виникають досі суперечності в значенні постійної Габбла, вони не розгадали.

Також Фокус писав про те, що фізики виявили несподівану поведінку частинок, якої не повинно бути.