Ответ на пост «Забудьте о Большом взрыве: Вселенную могли создать гравитационные волны»

В общем, вся современная космология пытается объяснить, почему воздушный шарик внезапно раздулся до размеров Вселенной. Обычно физики говорят: "Внутри был "волшебный газ" - частица под названием инфлатон". Но группа ученых из Италии и Испании, выпив сангрии, решила предположить: "А что если шар раздулся сам по себе, без всякой частицы?" Их идея проста — вместо поиска загадочной частицы-инфлатона, которую никто не может найти, они используют особое кривое пространство-время (де Ситтера), которое само по себе расширяется экспоненциально.

В этой модели роль "строителей" галактик играют гравитационные волны — рябь самого пространства-времени. Эти волны взаимодействуют друг с другом и создают "семена" будущих звезд и галактик. Получается элегантно: нам нужна только гравитация и квантовая механика — два явления, которые мы уже хорошо знаем, без всяких экзотических частиц.

Звучит неплохо, но есть немного но.
Проблема в том, что эта красивая идея сталкивается с жестокой математической реальностью. Критики указывают, что эффекты второго порядка (когда волны создают другие волны) обычно очень слабые — как эхо от эха. Чтобы теория работала, эти слабые эффекты должны быть достаточно сильными, чтобы создать всю структуру Вселенной. С тем же успехом можно требовать, чтобы эхо стало слышно громче крика, его вызвавшего.

Кроме того, при детальных расчетах теория начинает "сходить с ума" — выдавать бесконечные или неопределенные результаты. Также остается нерешенной главная проблема: если не нужен инфлатон, то тогда как вообще возникло это волшебное пространство де Ситтера? Получается, что одну загадку просто заменили другой, не менее сложной.

Вывод
Теория "инфляция без инфлатона" — это попытка решить старую проблему новым способом, но пока она больше похожа на красивое математическое упражнение, чем на реальную физику. Идея заманчивая: избавиться от гипотетических частиц и объяснить происхождение Вселенной только известными силами. Но математика пока не позволяет этой идее работать без серьезных натяжек и нерешенных проблем.

Возможно, через несколько лет ученые найдут способ "починить" эту теорию, решив проблемы с расходимостями и слабыми эффектами. А возможно, окажется, что без загадочного инфлатона все-таки не обойтись. Пока что это интересная попытка, но до революции в космологии еще далеко — нужны либо математические прорывы, либо новые наблюдательные данные, которые подтвердят или опровергнут эту смелую гипотезу.

Так что расходимся, мы снова ничего не знаем.

Показать полностью
8

Забудьте о Большом взрыве: Вселенную могли создать гравитационные волны

Забудьте о Большом взрыве: Вселенную могли создать гравитационные волны Физика, Ученые, Наука, Арты нейросетей, Вселенная, Космос, Астрофизика

Группа исследователей во главе с экспертом ICREA профессором Раулем Хименесом (Институт космических наук Университета Барселоны, ICCUB) в коллаборации с Университетом Падуи (Италия) совершила прорыв, опубликовав в журнале Physical Review Research радикально новую теорию рождения Вселенной. Их работа предлагает альтернативу стандартной инфляционной модели, критикуемой за зависимость от множества "свободных параметров" - подгоняемых величин, затрудняющих проверку.

Суть революции:

  1. Отказ от спекуляций: Новая модель обходится без гипотетических полей или частиц, требуемых инфляцией.

  2. Начало из Де Ситтера: Вселенная стартует из фундаментального состояния (пространство Де Ситтера), объясняющего современное ускоренное расширение (темная энергия).

  3. Гравитационные волны как "семена": Квантовые флуктуации самого пространства-времени (гравитационные волны) генерируют начальные неоднородности плотности. Их последующая нелинейная эволюция естественным путем формирует всю наблюдаемую структуру космоса.

  4. Фокус на проверяемости: Модель дает четкие предсказания для наблюдательной проверки гравитационными волновыми детекторами и картами галактик.

"Десятилетия модели опирались на ненаблюдаемое. Наше решение впечатляет простотой и проверяемостью. Мы демонстрируем, что гравитации и квантовой механики может быть достаточно", - заявляет профессор Хименес.

Этот подход не просто отвечает на фундаментальный вопрос "Откуда мы?", но и представляет науку в ее лучшем виде: элегантную, минималистичную теорию с конкретными предсказаниями, которые будущие эксперименты смогут подтвердить или опровергнуть. Подтверждение модели ознаменует новую главу в космологии.

Daniele Bertacca, Raul Jimenez, Sabino Matarrese, Angelo Ricciardone. Inflation without an inflaton. Physical Review Research, 2025; 7 (3) DOI: 10.1103/vfny-pgc2

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!