Приховані додаткові виміри справді існують: на це вказує відкриття фізиків

Минулого року астрофізики повідомили про те, що вони виявили ознаки того, що таємнича темна енергія, яка відповідає за прискорення розширення Всесвіту, може слабшати з часом. Це стало справжньою сенсацією, адже суперечить стандартній космологічній моделі, в якій темна енергія є постійною. Це відкриття, якщо буде підтверджене, матиме далекосяжні наслідки для розуміння еволюції космосу та структури Всесвіту в найменших масштабах. Якщо темна енергія справді слабшає з часом, то це може підтвердити деякі спірні теорії та розповісти щось важливе про найглибшу структуру простору-часу, пише New Scientist.

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

Циклічний Всесвіт

Згідно зі стандартною космологічною моделлю, званою Лямбда-CDM, що описує еволюцію Всесвіту від Великого вибуху до наших днів, у перші миті свого існування Всесвіт пережив короткочасний період дуже швидкого розширення. Він називається космічною інфляцією. Вона пояснює, чому Всесвіт виглядає гладким, плоским і однорідним у найбільших масштабах. Але у космічної інфляції є критики, які стверджують, що вона вимагає малоймовірних початкових умов і призводить до сценарію мультивсесвіту, який багато фізиків вважають неправдоподібним.

Такі вчені вважають, що насправді Всесвіт нескінченно розширюється, стискається і повертається у вихідний стан, тобто в надщільну гарячу точку, яка знову розширюється під час Великого вибуху. Але в цьому сценарії темна енергія не повинна бути постійною, а повинна змінюватися з часом.

Тобто темна енергія спочатку прискорює розширення космосу, а потім сповільнює це розширення, що призводить до стиснення космосу і появи нового Всесвіту. Це теорія циклічного Всесвіту, який ніколи не знищується, а існує вічно. Результати спостережень за космосом, отримані минулого року, вказують на те, що ця теорія може бути правильною.

І все ж немає явних доказів того, що Всесвіт переживає нескінченні цикли переродження. Але якщо їх буде виявлено, то це змінить уявлення про космос, який має свій початок і, можливо, кінець.

Теорія струн і додаткові виміри

Також нові дані дають підставу вважати, що ще одна спірна теорія може бути правильною — теорія струн. У загальних рисах, теорія струн стверджує, що на базовому рівні Всесвіт складається не з фундаментальних частинок, таких як кварки, а з неймовірно малих струн, що вібрують. Їхні вібрації створюють фундаментальні частинки і сили. Але теорія струн вимагає наявності не додаткових прихованих вимірів на додаток до трьох просторових вимірів і одного виміру часу.

Теорія струн пропонує спосіб об'єднати квантову механіку і загальну теорію відносності (теорія гравітації), які не працюють разом, у спробі створити теорію квантової гравітації або теорію всього.

У 2019 році фізики з Гарвардського університету, прихильники теорії струн, припустили, що темна енергія не може бути космологічною постійною. Вона має бути свого роду полем, подібним до того, яке призвело до космічної інфляції, енергія якого змінюється з часом. Але тоді вважалося, що темна енергія постійна.

У 2022 році ті самі вчені запропонували модель, у якій простір-час має великий прихований додатковий вимір, розмір якого поступово змінюється протягом часу. У міру зміни геометрії цього виміру змінюється і кількість енергії у Всесвіті, яку ми спостерігаємо. Фізики стверджували, що це проявиться як темна енергія, яка повільно слабшає. Тож нові дані дають підставу вважати, що ці висновки можуть бути правильними.

Слід уточнити, що нові дані не надають конкретних доказів теорії струн, але все ж вона може бути правильною.

Деякі фізики вважають, що якщо підтвердиться те, що темна енергія змінюється з часом, то це може дати перше уявлення про глибинну квантову структуру простору-часу.

Як уже писав Фокус, загадку того, як швидко насправді розширюється Всесвіт, вирішують гравітаційні хвилі.

Також Фокус писав про те, що вчені нарешті знайшли спосіб, як вбити "безсмертних" тихоходок.