Физиците казват, че са намерили дългоочаквано обяснение за тъмната енергия, мистериозната сила, която движи ускоряващото се разширяване на Вселената. Учените са разработили нов модел на пространство-времето, базиран на струнната теория и подкрепен от наблюдения на космоса, който показва, че тъмната енергия наистина движи ускоряващото се разширяване на космоса.
 
Изследването е публикувано на сървъра за предпечат arXiv, пише Interesting Engineering.

Физиците предложиха нов модел на пространство-времето, базиран на струнната теория, за да обяснят тъмната енергия. Тяхната теория предполага, че в изключително малки мащаби пространството и времето се държат различно от начина, по който ги преживяваме в ежедневието.

Физиците казват, че пространство-времето е некомутативно. Това означава, че редът, в който се измерват пространството и времето, влияе върху резултата. Обикновено в математиката редът, в който извършвате изчисления, не винаги има значение. Но в квантовата механика измерването на позицията преди скоростта дава различен резултат от обратното.

Това поведение показва, че пространство-времето има квантови свойства и според струнната теория, това квантово поведение кара Вселената да се разширява все по-бързо и по-бързо с течение на времето. Това явление е известно като ускореното разширяване на Вселената и се смята, че е причинено от влиянието на тъмната енергия.

Новият модел на физиците не само загатва за наличието на тъмна енергия, но също така произвежда стойност, подобна на това, което учените са измервали преди това. Нещо повече, тяхното откритие предполага, че тъмната енергия намалява с времето. Данните от наблюдения, събрани от инструмента DESI, монтиран на телескоп в Националната обсерватория Kitt Peak, САЩ, потвърждават това предположение.

Учените казват, че може да имат първите наблюдателни доказателства в подкрепа на теорията на струните и може би първите видими последици от теорията на струните и квантовата гравитация.

Учените знаят, че космосът се разширява с ускоряваща се скорост от 1998 г. насам, но не са успели да намерят убедителни доказателства за силата, която го движи, тъмната енергия. Смята се, че тъмната енергия се причинява от квантови флуктуации във вакуум, но има една уловка.

Ако тъмната енергия е резултат от колебания във вакуум, нейната плътност трябва да остане постоянна. Но данните от наблюденията на DESI показват, че енергийната плътност намалява с времето. Това не се предвижда нито от стандартния космологичен модел, нито от стандартния модел на физиката на частиците. Така че физиците се обърнаха към теорията на струните, един от водещите кандидати за теория на квантовата гравитация.

Теорията на струните разглежда елементарните частици като малки, вибриращи, едноизмерни обекти, наречени струни. Тези струни, в зависимост от техните начини на вибрация, пораждат различни частици, включително гравитон, хипотетичният квантов носител на гравитацията.

Физиците са използвали теорията на струните, за да анализират пространство-времето на квантово ниво. Като заменят описанието на частиците със структурата на струнната теория, учените откриха, че самото пространство-време по своята същност е квантово и некомутативно, което означава, че редът, в който се появяват координатите в уравненията, има значение.

Това позволи на учените да изведат свойствата на тъмната енергия не само от експериментални данни, но и директно от фундаменталната физическа теория. Техният модел не само произвежда плътност на тъмната енергия, която съвпада много с данните от наблюденията, но също така прогнозира, че тази енергия трябва да намалява с времето, в съответствие с данните от DESI.

Ново обяснение за тъмната енергия свързва най-малкото нещо, което можем да си представим (дължината на Pdlanck, свързана с квантовата гравитация) с най-голямото нещо, което познаваме (размера на цялата вселена). Тази връзка е важна във физиката, защото намеква, че пространство-времето е некомутативно.

Новият модел предоставя сериозни теоретични доказателства за космическо ускорение, причинено от тъмна енергия, но са необходими допълнителни изследвания, за да се потвърдят заключенията на физиците.

Бъдещите изследвания ще се фокусират върху откриването на модели на квантова интерференция, които показват наличието на квантова гравитация.

Ако откритията им бъдат потвърдени, те биха представлявали голям пробив не само в обяснението на тъмната енергия, но и в предоставянето на първите твърди доказателства за теорията на струните, дългоочаквана цел на фундаменталната физика. Надяваме се, че през следващите години учените ще бъдат в състояние напълно да разкрият мистериите, свързани с тъмната енергия и квантовата природа на космоса.