Могат ли моделите на квантовата гравитация, възникващи от холографията, да обяснят космическото ускорение?

Теоретичните физици отдавна се опитват да създадат пълна теория за гравитацията, която да обясни и квантово-механичните явления, тъй като сегашните модели не го правят. Такава теория би могла колективно да обясни много от сложните физически и космически явления, наблюдавани през последните десетилетия.

Изследователи от Университета на Мериленд и Университета на Британска Колумбия наскоро проведоха теоретично проучване, за да проучат възможността за използване на холография, подход към квантовата гравитация, който включва някои характеристики на традиционните холограми, за описание на феномените на квантовата механика. Статията им е публикувана в Писма за физически прегледпредставя теоретичен аргумент, който би могъл да посочи връзка между наблюдаваните космически явления и физиката, която би подкрепила космическа дупка.

„Разработването на теория за гравитацията, която включва физиката на квантовата механика, е основна област в челните редици на теоретичната физика от десетилетия“, каза Марк ван Раамсдонк, един от изследователите, провели изследването, пред Phys.org. „Това е от съществено значение за разбирането на физиката на черните дупки и Големия взрив и за постигането на напредък към напълно обединена теория на физиката.

„Вече имаме напълно последователни модели на квантовата гравитация чрез подход, наречен холография, в който физиката на гравитацията е кодирана в по-проста, по-малко измерна, негравитационна квантова система. Триизмерните теории за гравитацията ни научиха много за физиката на черните дупки и дори за фундаменталната природа на пространство-времето, но досега нямаше голям напредък в разбирането на реалистичното космическо пространство-време с Големия взрив.“

Основната цел на скорошната работа на van Raamsdonk и колеги е да опишат физиката на космическото пространство-време, използвайки триизмерен подход. Времето по същество включва комбинирането на трите измерения на пространството и едно измерение на времето в едно четириизмерно многообразие, което е в основата на явления като Големия взрив и космическото разширение.

„Ние твърдим, че тези модели могат също така да обяснят факта, че разширяването на нашата вселена се ускорява, но по различен начин, отколкото обикновено се предполага“, каза ван Раамсдонк. „По-традиционното обяснение, в това, което се нарича Lambda-CDM (студена тъмна материя) модел, е, че имаме положителна „космологична константа“, която е вид тъмна енергия, която има еднаква плътност в цялата вселена. 3D модели може естествено да обясни космическото ускорение, но го прави чрез тъмна енергия, чиято плътност се променя с времето.

3D моделите показват, че в даден момент плътността на тъмната енергия пада под нулата, достигайки отрицателна стойност. Това от своя страна може да доведе до забавяне на Вселената и в крайна сметка до колапс, който понякога се нарича „Голямата криза“. Така ван Раамсдонк и колегите предполагат, че тези модели могат да осигурят различна гледна точка върху космическото ускорение.

„Забелязахме, че моделите на квантовата гравитация, възникващи от холографията, могат естествено да обяснят космическото ускорение по нов начин, с промяна на тъмната енергия, която в крайна сметка става отрицателна“, каза ван Раамсдонк. „Не знаем със сигурност дали нашата вселена работи по този начин, но това е нещо, което можем да търсим в космологичните наблюдения.“

Неотдавнашната работа на този екип от изследователи предоставя нова перспектива, която може да допринесе за теоретичното разбиране на неразрешените космически проблеми. Ван Раамсдонк и колегите му вече са направили повече изследвания, за да сравнят своите прогнози с наличните космологични наблюдения.

„Ние сравнихме прогнозите на нашия клас модели (намаляваща тъмна енергия) с това, което виждаме от преките наблюдения на разширяването на Вселената, за да видим дали изглеждат последователни“, добави ван Раамсдонк. „С моя ученик Крис Уодъл разгледахме най-новите данни за червеното отместване спрямо яркостта за свръхнови тип IA. Тези наблюдения могат да ни кажат в количествено отношение как е изглеждало разширяването на Вселената през последните шест или седем милиарда години. Докато данните не ни казва окончателно какво. Независимо дали тъмната енергия намалява или не, открихме, че повечето от моделите, които отговарят приемливо на данните, имат намаляваща тъмна енергия в момента.“

В следващите си проучвания изследователите също биха искали да разберат по-добре класа модели, които са създали, които биха предсказали физиката на космическия микровълнов фон и разпределението на галактиките във Вселената. Това ще им позволи да сравнят тези прогнози с последните наблюдения.

© 2023 Science X Network