Карта реликтового микроволнового излучения — «дата» расширения Вселенной. Кредит: Wikimedia Commons.
В 1998 году ученые обнаружили, что наша Вселенная расширяется с ускорением, и для объяснения этого эффекта было введено понятие темной материи. Это особый тип энергии, который заполняет все существующее пространство-время, но который невозможно обнаружить прямыми методами.
Его существование и особенности описываются в стандартной космологической модели, но ученые обнаружили ряд проблем (например, проблема космологической постоянной и проблема тонкой настройки), которые не могут быть адекватно решены с помощью этого представления.
Ученые из Балтийского федерального университета имени Канта (БФУ) рассмотрели альтернативную модель — голографическую модель темной энергии — и доказали ее жизнеспособность. Их выводы опубликованы в журнале Physics Letters B.
«Это немного другой взгляд на природу ускоренного расширения Вселенной. Он вытекает из голографического принципа, который следует из квантовой гравитации и теории струн. Согласно ему, все величины внутри определенного объема можно описать параметрами, которые наблюдаются на его границе.
«Другими словами, Вселенную можно представить в виде некоторой голограммы, и ее можно описать параметрами на ее границах», — говорит младший научный сотрудник лаборатории математического моделирования сложных и нелинейных систем БФУ Александр Тепляков.
В 2004 году была предложена новая модель голографической темной энергии в рамках голографического принципа. Однако новая модель имела ограничение. Темная энергия обычно представляется как некая жидкость, однородно и равномерно заполняющая вселенную. Для анализа флуктуаций внутри этой жидкости используется специальный параметр, называемый «квадрат скорости звука».
Если в результате расчетов он оказывается отрицательным, то модель считается нестабильной. Предыдущие исследования, проведенные в рамках голографической модели темной энергии, имели отрицательный квадрат скорости звука.
Исследовательская группа предлагает рассматривать голографическую темную энергию не как жидкость. Вместо этого ее следует рассматривать как возмущения темной энергии, принимая во внимание ее метрические свойства. Они пришли к выводу, что модель на самом деле стабильна.
«Теперь нам нужно понять, в какой степени наша модель соответствует данным наблюдений, предоставленным космическими телескопами. В 2024 году для анализа стали доступны точные данные: связь между красным смещением для сверхновых типа Ia, барионными акустическими осцилляциями. Сравнивая предложенную космологическую модель с этими данными, мы можем оценить, описывает ли она реальную вселенную», — говорит Тепляков.
Дополнительная информация: Артем В. Асташенок и др., Эволюция возмущений в модели голографической темной энергии Цаллиса, Physics Letters B (2024). DOI: 10.1016/j.physletb.2024.138767
Информация о журнале: Physics Letters B
Предоставлено Научным проектом Ломоносов
