Международная группа ученых из США и ЮАР предложила новое объяснение темной энергии — загадочной силы, ускоряющей расширение Вселенной. Согласно расчетам, ключ может лежать в квантовой природе самого пространства-времени, предсказанной теорией струн — одной из самых сложных и спорных концепций современной физики. Исследование опубликовано на портале нерецензированных научных материалов arXiv.
Команда предположила, что на микроскопическом уровне пространство-время ведет себя не как гладкая структура, а как квантовый объект с некоммутирующими координатами. Это означает, что порядок их измерения влияет на результат — подобно принципу неопределенности в квантовой механике.
Авторы работы обнаружили, что такая квантовая структура пространства-времени естественным образом порождает космическое ускорение. Более того, их модель предсказывает, что плотность темной энергии должна уменьшаться со временем, что удивительно точно совпадает с данными Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).
DESI — передовой астрофизический инструмент, созданный для изучения природы темной энергии.
“Если интерпретировать результаты DESI через нашу теорию, это может стать первым наблюдаемым подтверждением теории струн”, — заявил соавтор исследования Майкл Кавич из SUNY Old Westbury.
С момента открытия ускоренного расширения Вселенной в 1998 году природа темной энергии оставалась загадкой. Попытки объяснить ее через квантовые флуктуации вакуума давали значения, на 120 порядков превышающие наблюдаемые. Новый подход, основанный на теории струн, позволяет избежать этого противоречия.
Ученые предлагают проверить свою гипотезу через обнаружение сложных квантовых интерференционных эффектов, невозможных в стандартной квантовой механике. По их словам, такие эксперименты можно реализовать в лабораториях уже в ближайшие 3-4 года.
Если теория подтвердится, это станет прорывом не только в космологии, но и в поисках квантовой теории гравитации, объединяющей физику микромира и структуру Вселенной.
Ранее ученые определили форму Вселенной.