Теория гравитационных волн
Как волны в океане меняют берега, так и рябь пространства-времени, возможно, когда-то направила Вселенную по пути, который привел к появлению космоса, каким мы его видим.
По новой гипотезе испанских астрофизиков, именно гравитационные волны, а не гипотетические частицы «инфлатоны», стали главной силой, запустившей раннее расширение Вселенной и перераспределение материи.
«Десятилетиями мы пытались понять, что происходило в первые мгновения существования Вселенной. При этом мы использовали модели, основанные на элементах, которые никто никогда не видел. Наша гипотеза впечатляет своей простотой. Она не добавляет ничего выдуманного, а показывает, что для объяснения того, как возник космос, достаточно гравитации и квантовой механики».
Мы до сих пор точно не знаем, что происходило во Вселенной сразу после Большого взрыва. Ученые пока могут только предлагать гипотезы, которые соответствуют наблюдениям.
Общепринятая сегодня хронология говорит о периоде быстрого расширения, или инфляции, который случился сразу после Большого взрыва.
Тогда Вселенная из одной точки бесконечной плотности - математической сингулярности - очень быстро расширялась, раздуваясь горячим плазменным «супом», который, остывая, образовывал вещество.
Инфлатон - это гипотетическая частица или квантовое поле. Ученые используют ее для объяснения космологической инфляции и однородности космоса.
Теория гласит, что эта частица стимулирует быстрое расширение Вселенной и позволяет появляться колебаниям плотности в плазменном «супе».
В итоге из него образуются черные дыры, галактики, звезды и все остальное вещество.
Но, несмотря на все усилия, физики не нашли доказательств существования инфлатона. Хименес и его коллеги решили найти другой путь. Они хотели понять, можно ли объяснить раннюю эволюцию Вселенной, не опираясь на выдуманные элементы.
Ученые взяли очень простую модель реальной Вселенной - так называемое пространство де Ситтера.
Оно соответствует общей теории относительности и современным наблюдениям за расширением.
В этой модели квантовые флуктуации пространства-времени - то есть гравитационные волны - могут быть вызваны особым видом турбулентности - тензорными возмущениями.
Считается, что гравитационные волны пронизывают всю современную Вселенную. Эта «рябь» в ткани пространства-времени появляется из-за мощных возмущений - например, при слиянии черных дыр.
Физики полагают, что вся Вселенная наполнена постоянным «фоновым гулом» гравитационных волн. Пока мы можем уловить лишь их небольшую часть, рассказывает издание Science Alert.
Команда из Университета Барселоны выяснила: гравитационные волны, созданные тензорными возмущениями в их модели, сами по себе могут изменять плотность в первичной плазме. Кроме того, они способствовали расширению новорожденной Вселенной.
В итоге эти изменения в плазме могли привести к появлению плотных сгустков. Те, в свою очередь, схлопывались под действием гравитации и формировали «зародыши» ранней Вселенной - первые звезды, галактики и черные дыры.
Это очень изящное решение, которое убирает необходимость в гипотетических построениях, объясняющих раннюю эволюцию Вселенной. Конечно, для проверки этой теории нужны дальнейшие исследования.
Залетайте в тг “Feedroom”