Главная Новости Физики выдвинули идею «зеркального мира, который создает копии всех частиц Вселенной

Что такое «зеркальный мир» нашей Вселенной?

Давнее расхождение между различными измерениями скорости космического расширения можно объяснить существованием "зеркального мира". Последний якобы содержит копии всех известных частиц.

К такому выводу пришли три физика из США, которые показали, как примирить контрастные значения постоянной Хаббла, передает Альтернативная наука.

Методика физиков предполагает перекалибровку размеров Вселенной без изменения других космических параметров.

Однако ученые предупреждают, что необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как именно взаимодействовали свет и материя на заре времен.

Что делать с постоянной Хаббла?

Постоянная Хаббла - один из самых важных параметров, определяющих космическую эволюцию. Она показывает, как быстро галактики разлетаются друг от друга - и, следовательно, как быстро расширяется Вселенная.

Но на протяжении многих лет ее значение оспаривалось. Измерения расстояний и скоростей объектов в локальной Вселенной постоянно дают более высокое значение, чем те, которые выводят скорость расширения из космологических данных.

Наиболее заметным является космологическое значение, выведенное из флуктуаций космического микроволнового фона, возникшего, когда электроны и протоны объединились в нейтральные атомы водорода. А это произошло через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва.

Сейчас расхождение в оценках космологической постоянной достигло статистической значимости в 5σ, что означает, что разногласия вряд ли являются случайной ошибкой.

Недавно Адам Рисс из НИКТ в Балтиморе и его коллеги установили значение постоянной Хаббла в 73,04 ± 1,04 км/с на мегапарсек с помощью локальных наблюдений.

Между тем, данные, полученные с помощью спутника Planck Европейского космического агентства, дают величину в 67,49 ± 0,53 км/с на Мпк.

Это расхождение потенциально можно объяснить наличием систематических ошибок в измерениях, но такие ошибки не были выявлены. В результате многие исследователи ищут дыры в космологической теории и новой физике.

А если изменить масштабы?

В своей последней работе Фрэнсис-Ян Сир-Расин из Университета Нью-Мексико, Фей Ге и Ллойд Нокс из Калифорнийского университета в Дэвисе предлагают новую стратегию пересмотра стандартной космологической модели, но не трогают согласованность с многочисленными данными наблюдений, подтверждающими ее.

Идея состоит в том, что меняется масштаб определенных параметров, чтобы привести данные CMB в соответствие с данными местных наблюдений постоянной Хаббла, но при этом сохранить их внутреннюю "симметрию".

К таким наблюдаемым параметрам относятся все соотношения расстояний, анизотропия температуры и поляризация КМФ.

Как отмечает троица, подобная идея уже была выдвинута Оливером Заном и Матиасом Залдарриагой в 2003 году. Но та работа включала изменение только одного параметра - гравитационной постоянной Ньютона - и не смогла сохранить симметрию при малых угловых масштабах.

Аномалии космического микроволнового фона могут привести к пересмотру фундаментальных теорий

Новое исследование основано на изменении скорости космического расширения и скорости рассеяния фотонов, что, в свою очередь, изменяет длину и временные масштабы, необходимые для смещения постоянной Хаббла.

Таким образом, говорят Сир-Расин и его коллеги, нарушение симметрии является нулевым в идеальных условиях равновесной рекомбинации и нулевой массы нейтрино, в то время как в реальных условиях оно слишком "мягко".

Одним из простых способов изменения масштаба скорости расширения Вселенной было бы увеличение плотности энергии всех частиц в космосе, как частиц материи, так и носителей сил. Однако это повлияло бы и на среднюю плотность энергии КМФ, которая была установлена очень точно по данным спутника НАСА COBE.

Вместо этого исследователи предполагают, что во Вселенной существует так называемый темный сектор «зеркального мира».

Темное рассеяние

Предполагается, «зеркальный мир» содержит копии всех существующих фундаментальных частиц. Они взаимодействуют друг с другом через "зеркальные" версии известных силовых частиц, хотя и с разными массами и силами связи.

Зеркальный мир, как предполагается, содержит дубликаты всех частиц, существующих во Вселенной

Существование "темных барионов" и "темных фотонов" позволило бы увеличить плотность материи, одновременно сохраняя хорошо измеренное соотношение барионов и фотонов и оставаясь в соответствии с данными COBE (которые в противном случае противоречили бы слишком большому количеству видимых фотонов).

Присутствие "темных нейтрино", в свою очередь, сохранило бы существующие пропорции между свободными и тесно связанными частицами.

Подводя итоги, троица пришла к выводу, что «зеркальный мир» может обеспечить перемасштабирование, необходимое для устранения несоответствия постоянной Хаббла.

Однако им пока не удалось добиться успеха при анализе скорости рассеяния фотонов. Физики говорят, что в принципе это можно сделать, изменив соотношение гелия и водорода, но обнаружили, что пересмотренные масштабы противоречит количеству гелия и дейтерия, которые, как считается, существовали в ранней Вселенной.

AliExpress WW

Они указывают на некоторые возможные решения этой проблемы. Увеличение скорости рассеяния фотонов, по их словам, может быть достигнуто либо путем изменения спектра фотонов в высокоэнергетическом хвосте космического микроволнового фона, либо при допущении, что масса электронов изменяется во времени.

Изобилие легких элементов, с другой стороны, может быть изменено путем введения новых видов взаимодействия между светлым и темным секторами.

Но исследователи не собираются преодолеть это препятствие самостоятельно. По их словам, они "предоставили сообществу четкие цели для построения модели, которую можно исследовать".

Радек Войтак, космолог из Копенгагенского университета, говорит, что новое предложение имеет "довольно интригующее" сходство с конформными преобразованиями - идеей о том, что законы физики остаются неизменными даже при изменении единиц измерения.

Но он утверждает, что введение нового преобразования и нового вида частиц для решения всего лишь одной аномалии - это "довольно большие инвестиции".

Также его беспокоит отсутствие нового взгляда на темную энергию, которая "в настоящее время является самой сложной частью стандартной космологической модели".