Принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что невозможно с высокой точностью измерить обе характеристики квантовой частицы. Саввас Кушиаппас из Университета Брауна (США) переносит этот принцип на космологию: нельзя одновременно точно знать и размер Вселенной, и скорость ее расширения. Если принять это допущение, то фундаментальная неопределенность изменит уравнения расширения таким образом, что ускорение возникает само собой, без привлечения темной энергии.

«Ускоренное расширение поздней Вселенной может быть макроскопическим отпечатком неустранимой квантовой неопределенности, возникающей при попытке одновременно определить размер и скорость расширения Вселенной», — утверждает автор.

Общая теория относительности (ОТО) блестяще описывает гравитацию и крупномасштабную структуру, а квантовая механика — поведение микрочастиц. Совместить их в одну теорию — квантовую гравитацию — одна из главных задач физики. Кушиаппас утверждает, что его модель как раз и становится таким связующим звеном: ускоренное расширение возникает как «макроскопический отпечаток квантовой гравитации на космологическом горизонте». Горизонт здесь — это граница наблюдаемой Вселенной, за которую свет за время ее существования не успел дойти.

Если модель верна, она может дать астрономам возможность наблюдать проявления квантово-гравитационных эффектов в истории расширения Вселенной — превращая их из абстрактной концепции в наблюдаемую характеристику. Это может изменить представление физиков о темной энергии, сместив акцент в объяснении этого явления с неизвестной материальной составляющей на модифицированную геометрию космоса, пишет Science Alert.

Кушиаппас также описывает альтернативную конфигурацию своей модели, позволяющую разрешить некоторые проблемы, связанные с Большим взрывом, в тех областях, где уравнения общей теории относительности перестают работать. Согласно этому новому подходу, наша Вселенная возникла не из точки с бесконечной плотностью, а в результате «отскока» (перехода от сжатия к расширению) предшествовавшей, сжимавшейся Вселенной.

Впрочем, в наиболее простой версии модели для получения этих результатов требуется по-разному задавать ключевой показатель степени: положительные значения меняют характер расширения на поздних этапах, имитируя поведение эволюционирующей темной энергии, тогда как достаточно большие отрицательные значения позволяют заменить сингулярность Большого взрыва сценарием «отскока».

«Похоже, что история расширения, которое мы сейчас измеряем, не согласуется с простейшей из имеющихся у нас теорий», — заявил Кушиаппас.

Автор признает, что его модель не решает все проблемы — остаются несоответствия и открытые вопросы. Но ее можно проверить, проанализировав данные наблюдений, собранные обзорами DESI, телескопом «Эвклид» и обсерваторией Веры Рубин.

Команда ученых из США и Японии предложила новую экспериментальную стратегию, позволяющую приблизить науку к ответу на вопрос, подчиняется ли гравитация законам квантовой механики. Их метод заключается в усилении квантовой запутанности, индуцированной гравитацией, с помощью подвижных зеркал.