Космологи "разрешили" обитаемость миров мультивселенной с другим количеством тёмной энергии
Достижение описано в двух научных статьях, опубликованных разными коллективами во главе с Джупом Шайе (Joop Schaye) из Лейденского университета в Нидерландах. Как первая, так и вторая работа вышла в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о теории мультивселенной. Вкратце речь о том, что известный нам космос вырос из небольшой области пространства, в ничтожные доли секунды расширившейся в огромное количество раз из-за случайного возмущения инфлатонного поля. Начало этого расширения известно нам как Большой взрыв.
Однако вполне вероятно, что это была не единственная точка, где произошло столь важное для человечества событие. Множество больших взрывов могло породить множество отдельных вселенных, отделённых друг от друга невероятными расстояниями. Все вместе они объединяются в мультивселенную, или мультиверс.
В разных мирах значения фундаментальных физических констант, таких как заряд электрона или гравитационная постоянная, могут оказаться различными. Возможно, в каких-то из этих "отдельных космосов со всеми удобствами" электродинамика будет неподходящей для возникновения атомов. В других местные параметры гравитации не позволят возникнуть галактикам и звёздам.
Шайе и коллег интересовало, как на возможность образования звёзд повлияет количество тёмной энергии. Мы подробно объясняли, что это такое. Но напомним, что уже около 20 лет астрономы знают, что Вселенная расширяется с ускорением. Для объяснения этого факта в модели и была введена тёмная энергия. В уравнениях теории ей соответствует член, называемый космологической постоянной.
Ускоренное расширение пространства "расталкивает" фрагменты материи и ослабляет гравитацию между ними. В какой-то момент притяжение должно ослабнуть настолько, что образование галактик и звёзд станет невозможным. Учёных интересовало, сколько тёмной энергии надо добавить во Вселенную, чтобы довести её до столь печального итога.
В своих расчётах авторы варьировали последнюю величину от нуля до значений, в триста раз превышающих наблюдаемые. Они стремились понять, как поведёт себя в этом случае вселенная, по всем остальным параметрам копирующая нашу. Для этого учёные использовали среду для моделирования EAGLE. В пресс-релизе исследования этот инструмент именуется самой точной существующей моделью космологических процессов.
Выяснилось, что значение космологической постоянной (другими словами, количество тёмной энергии) на удивление слабо влияет на образование звёзд. Дело в том, что пик этого процесса приходится на 3,5 миллиарда лет после Большого взрыва, а влияние тёмной энергии при любом её количестве начинает сказываться существенно позже.
Такой результат означает, что миры в мультивсленной, имеющие другое количество тёмной энергии, вполне могут быть обитаемы. Это, конечно, оптимистичный вывод. Однако он, как водится в науке, порождает новые загадки.
Раньше на вопрос, почему в нашей Вселенной именно столько тёмной энергии, а не больше и не меньше, космологи были склонны отвечать просто. Есть много миров, в каждом своё значение космологической постоянной, а мы живём в том из них, который допускает существование жизни.
Это всё равно что удивляться, почему мы оказались на планете, где есть жидкая вода. Мы больше нигде и не могли оказаться. В Галактике огромное количество тел, где живительной влаги нет и быть не может, но там не может быть и нас, состоящих из неё почти на три четверти. К слову, объяснения подобного типа известны под названием антропного принципа.
Теперь же оказалось, что количество тёмной энергии во Вселенной не объяснишь в духе "будь оно другим, тут бы не было ни одного умника, задающего подобные вопросы". Разумеется, можно и вообще никак его не объяснять. Мол, в мультивселенной много миров, в одном получилось так, в другом эдак, подумаешь, большое дело. Но въедливые учёные уверены, что за этой цифрой что-то кроется.
"Мы нашли в наших симуляциях, что вселенные с гораздо большим количеством тёмной энергии, чем наша, могут благополучно образовывать звезды. Так почему же в нашей вселенной такое ничтожное количество тёмной энергии? Я думаю, что мы должны искать новый закон физики, чтобы объяснить это странное свойство нашей вселенной", – признаётся соавтор исследования Ричард Бауэр (Richard Bower) из Даремского университета в Великобритании.
Напомним, что ранее мы рассказывали о возможных путях в другие миры мультиверса.