Призрачният „огледален свят“ може да е причина за космически противоречия


Призрачният „огледален свят“ може да е причина за космически противоречия

Изпълнение на COBE Satellite от художник. Кредит: Матю Вердоливо, UC, Дейвис

Ново изследване предполага невидим “огледален свят” от частици, който взаимодейства с нашия свят само чрез гравитацията, което може да бъде ключът към решаването на основен пъзел в днешната космология – постоянният проблем на Хъбъл.

Константата на Хъбъл е скоростта на разширяване на Вселената днес. Прогнозите за тази скорост – от стандартния модел на космологията – са значително по-бавни от скоростта, установена от нашите най-прецизни локални измервания. Това несъответствие е това, което много космолози се опитват да разрешат чрез промяна на настоящия ни космологичен модел. Предизвикателството е да се направи това, без да се нарушава съгласието между прогнозите на стандартния модел и много други космологични явления, като космическия микровълнов фон. Определянето дали съществува такъв космологичен сценарий е въпросът, който изследователите, включително Франсис-Ян Сир-Расин, асистент в катедрата по физика и астрономия в Университета на Ню Мексико, Фей Ге и Лойд Нокс в Калифорнийския университет, Дейвис се опитваше да отговори.

Според НАСА космологията е научното изследване на мащабните свойства на Вселената като цяло. Космолозите изучават понятия като тъмна материяи тъмна енергия и дали има една вселена или много, понякога наричани мултивселена. Космологията включва цялата вселена от раждането до смъртта с мистерии и интриги на всяка крачка.

Сега Cyr-Racine, Ge и Knox са открили незабелязано досега математическо свойство на космологичните модели, което по принцип може да позволи по-бърза скорост на разширение, като същевременно почти не променя най-прецизно изпитаните други прогнози на стандартния космологичен модел. Те открили, че равномерното мащабиране на скоростта на гравитационно свободно падане и скоростта на разсейване на фотон-електрон оставя повечето безразмерни космологични наблюдаеми почти инвариантни.

„По принцип ние изтъкваме, че много от наблюденията, които правим в космологията, имат присъща симетрия при преразмеряване на Вселената като цяло. Това може да даде начин да разберем защо изглежда има несъответствие между различните измервания на скоростта на разширяване на Вселената “

Изследването, озаглавено “Симетрия на космологичните наблюдаеми, тъмен сектор в огледален свят и константа на Хъбъл”, беше публикувано наскоро в Писма за физически преглед.

Този резултат отваря нов подход към помиряването космически микровълнов фон и широкомащабни структурни наблюдения с високи стойности на константата на Хъбъл H0: Намерете космологичен модел, в който мащабната трансформация може да бъде реализирана, без да се нарушават каквито и да било измервания на величини, които не са защитени от симетрията. Тази работа отвори нов път към разрешаване на проблема, който се оказа предизвикателен. По-нататъшното изграждане на модела може да доведе до последователност с двете ограничения, които все още не са удовлетворени: изведените първични изобилия от деутерий и хелий.

Ако Вселената по някакъв начин използва тази симетрия, изследователите стигат до изключително интересно заключение: съществува огледална вселена, много подобна на нашата, но невидима за нас, освен чрез гравитационно въздействие върху нашия свят. Такъв тъмен сектор на “огледален свят” би позволил ефективно мащабиране на скоростите на гравитационно свободно падане, като същевременно се зачита точно измерената средна фотонна плътност днес.

„На практика тази мащабна симетрия може да бъде реализирана само чрез включване на огледален свят в модела – паралелна вселена с нови частици, които всички са копия на известни частици“, каза Сир-Расин. „Идеята за огледалния свят за първи път възниква през 90-те години на миналия век, но преди това не е била призната като потенциално решение на проблема с константата на Хъбъл.

„Това може да изглежда налудничаво, но такива огледални светове имат голяма литература по физика в съвсем различен контекст, тъй като могат да помогнат за решаването на важен проблем във физиката на елементарните частици“, обяснява Сир-Расин. “Нашата работа ни позволява да свържем за първи път тази голяма литература с важен проблем в космологията.”

В допълнение към търсенето на липсващи съставки в настоящия ни космологичен модел, изследователите също се чудят дали това постоянно несъответствие на Хъбъл може да бъде причинено отчасти от грешки в измерването. Въпреки че остава възможна, важно е да се отбележи, че несъответствието става все по-значително, тъй като в анализите са включени по-качествени данни, което предполага, че данните може да не са виновни.

„Стана от две и половина Сигма, до три и три и половина до четири Сигма. До момента сме почти на ниво пет Сигма“, каза Сир-Расин. „Това е ключовото число, което прави това истински проблем, защото имате две измервания на едно и също нещо, които, ако имате последователна картина на Вселената, просто трябва да са напълно съвместими едно с друго, но те се различават с много статистически значима сума. “

“Това е предпоставката тук и ние мислихме какво би могло да причини това и защо тези измервания са несъответстващи? Така че това е голям проблем за космологията. Ние просто изглежда не разбираме какво Вселената прави днес.”


Изследване на ускоряващата се Вселена


Повече информация:
Франсис-Ян Сир-Расин и др., Симетрия на космологичните наблюдаеми, тъмен сектор в огледален свят и константа на Хъбъл, Писма за физически преглед (2022 г.). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.201301

Цитат: Призрачен „огледален свят“ може да е причина за космически противоречия (2022 г., 19 май), извлечен на 20 май 2022 г. от https://phys.org/news/2022-05-ghostly-mirror-world-cosmic-controversy.html

Този документ е обект на авторско право. Освен всяка честна сделка с цел частно проучване или изследване, никоя част не може да бъде възпроизвеждана без писменото разрешение. Съдържанието е предоставено само за информационни цели.