Российские и южнокорейские физики всесторонне проанализировали три популярные космологические теории, связывающие сверхбыстрое расширение Вселенной в первые мгновения её существования с различными квантовыми процессами, и открыли свидетельства того, что лишь одна из них совместима с данными наблюдений. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
Рассмотренные нами модели являются минимальными модификациями общей теории относительности, что делает их простейшими естественными кандидатами на роль истинной теории космической инфляции. Мы пришли к выводу, что одна модель отлично согласуется с наблюдениями при некоторых значениях параметров, а оставшиеся две нуждаются в модификации
Ученые из МФТИ, Объединенного института ядерных исследований и южнокорейского Института фундаментальных исследований пришли к такому выводу, анализируя возможные сценарии того, могут ли различные проявления квантовой механики объяснить, почему границы Вселенной расширялись значительно быстрее скорости света в первые мгновения её существования. Этот сценарий, так называемая космологическая «инфляция» Вселенной, сейчас не вызывает вопросов у большинства физиков. Однако механизмы этого сверхбыстрого расширения, а также причины его начала и завершения, продолжают вызывать споры среди ученых.
Российские и южнокорейские физики проверили корректность трёх популярных интерпретаций этой идеи, претендующих на роль истинной теории космической инфляции. Для этого учёные изучили данные по крупномасштабной структуре мироздания, собранные при помощи зондов WMAP, «Планк» и антарктической обсерватории BICEP, и сопоставили их с результатами расчётов, выполненных на основе компьютерных моделей расширяющейся Вселенной, построенных по этим трём концепциям.
Это сравнение показало, что реальным данным наблюдений соответствовала только одна из трёх теорий. В рамках этой теории сверхбыстрое расширение Вселенной связано с наличием в ней некого всепроникающего поля с ненулевой массой, которое слабо взаимодействовало с гравитацией. Результаты расчётов двух других моделей серьёзно расходятся с замерами орбитальных и наземных обсерваторий, что сужает число квантовых теорий, объясняющих расширение ранней Вселенной, подытожили учёные.