Nová teorie kvantové gravitace by mohla vysvětlit záhadu rozpínání vesmíru, naznačuje studie

Nová teorie kvantové gravitace, která se snaží spojit kvantovou fyziku s Einsteinovou teorií relativity, by mohla pomoci vyřešit záhadu rozpínání vesmíru, naznačuje teoretická studie. Již téměř sto let vědci vědí, že se vesmír rozpíná. V posledních desetiletích však fyzici zjistili, že různé typy měření rychlosti rozpínání – nazývané Hubbleův parametr, vedou k záhadným rozporům.

Aby se tento paradox vyřešil, navrhuje nová studie začlenit kvantové efekty do jedné z významných teorií používaných k určení rychlosti rozpínání.

Rozpínání vesmíru poprvé identifikoval Edwin Hubble v roce 1929. Jeho pozorování pomocí největšího teleskopu té doby odhalila, že galaxie vzdálenější od nás se zřejmě vzdalují větší rychlostí. Přestože Hubble zpočátku rychlost rozpínání nadhodnotil, následná měření zpřesnila naše znalosti a stanovila současný Hubbleův parametr jako vysoce spolehlivý. Později ve 20. století zavedli astrofyzici novou techniku měření rychlosti rozpínání pomocí zkoumání kosmického mikrovlnného pozadí, všudypřítomného „doznívání“ velkého třesku.

U těchto dvou typů měření však vyvstal vážný problém. Konkrétně novější metoda poskytla hodnotu Hubbleova parametru téměř o 10 % nižší, než jaká byla odvozena z astronomických pozorování vzdálených kosmických objektů. Takové rozdíly mezi různými měřeními, nazývané Hubbleovo napětí, signalizují potenciální nedostatky v našem chápání vývoje vesmíru, uvádí Live Science.

Tým se vyslovil pro revizi teorie tak, aby zahrnovala kvantové efekty. Tyto efekty, které jsou vlastní základním interakcím, zahrnují náhodné fluktuace pole a samovolné vytváření částic z vesmírného vakua.

Jejich teoretické zkoumání odhalilo, že zohlednění kvantových efektů při popisu gravitačních interakcí v nejranější fázi rozpínání vesmíru, nazývané kosmická inflace, by skutečně mohlo změnit předpovědi teorie týkající se vlastností mikrovlnného pozadí v současnosti, díky čemuž by oba typy měření Hubbleových parametrů byly konzistentní.

Konečné závěry bude samozřejmě možné vyvodit až poté, co bude známa plnohodnotná teorie kvantové gravitace, ale i předběžná zjištění jsou povzbudivá. Navíc souvislost mezi kosmickým mikrovlnným pozadím a kvantovými gravitačními efekty otevírá cestu k experimentálnímu studiu těchto efektů v blízké budoucnosti, uvedl tým.

Autoři studie navíc předpokládají, že kvantově gravitační jevy v raném vesmíru mohly formovat vlastnosti gravitačních vln vyzařovaných v tomto období. Detekce těchto vln pomocí budoucích observatoří pro gravitační vlny by mohla dále osvětlit kvantově gravitační vlastnosti.

zdroj: Live Science, studie