Десятиліттями одна з найстійкіших загадок сучасної космології залишається невирішеною: розрахункова сила темної енергії, що випливає з квантових теорій поля, перевищує ту, яку астрономи реально спостерігають у Всесвіті, приблизно в мільярд разів. Цю розбіжність вважають однією з найбільших нестиковок у теоретичній фізиці. Щоб зняти суперечність, група фізиків запропонувала несподівану модель, опубліковану на сервері препринтів arXiv та описану виданням РБК-Україна.
Від згорнутих вимірів до «розгорнутого» мікронного масштабу
У стандартних формулюваннях теорії струн додаткові просторові виміри, як правило, уявляють щільно згорнутими та практично невидимими для спостерігача. Автори нової моделі, побудованої на основі слабко зв'язаної версії теорії струн, запропонували інший сценарій: одне з додаткових вимірів може бути значно більшим, ніж прийнято вважати, — порядку одного мікрона. У масштабах субатомного світу навіть мікрон, співмірний з розміром бактерії, вважається величезною відстаню, тому таке вимірювання зайняло б проміжну нішу між світом найменших частинок і космічними масштабами.
Чому мікрон стає ключовим масштабом
Якщо прихований вимір справді існує, його сліди мають проявлятися в незвичній поведінці гравітації на дуже малих відстанях — приблизно починаючи з одного мікрона. Саме цей масштаб відокремлює звичну нам ньютонівську гравітацію від потенційно нової фізики, і саме на ньому гіпотеза стає чутливою до вимірювань. Таким чином, модель пов'язує макроскопічну космологічну проблему — природу темної енергії — з конкретним, вимірним субмікронним діапазоном.
Гіпотезу можна перевірити в лабораторії
Важлива відмінність запропонованої схеми від багатьох чисто математичних побудов полягає у її перевірності: передбачення можна перевірити не лише розрахунками, а й лабораторними експериментами, що вимірюють відхилення гравітаційної взаємодії на відстанях порядку мікрона. Якщо такі досліди підтвердять прогноз, це стане вагомим аргументом на користь теорії струн. Навіть у разі негативного результату пошук прихованого виміру звужує простір можливих моделей і допомагає точніше зрозуміти закони, за якими влаштований Всесвіт.
Що це означає для фізики загалом
Запропонована модель не заявляє про себе як про доведений факт: це робоча гіпотеза, розміщена в препринтній версії та яка очікує на експериментальну перевірку. Проте вона демонструє, як перегляд стандартних припущень про компактифікацію додаткових вимірів може водночас торкнутися і квантової гравітації, і космології. Для наукової спільноти це ще один приклад того, що загадка темної енергії продовжує стимулювати пошук нових масштабів і нових способів їх виявлення.
