Физики объяснили расхождение теорий о частицах в расширяющемся космосе

Группа ученых из МФТИ и других научных институтов выявила причины расхождений в расчетах, касающихся появления частиц из вакуума в расширяющемся пространстве Вселенной. Это важный вопрос для космологии. Исследователи сосредоточились на проблемах, возникающих при использовании двух основных методов для подсчета числа частиц, которые появляются из вакуума под воздействием мощных гравитационных полей, как это происходило в ранней Вселенной. Работу поддержал Российский научный фонд, и она была опубликована в журнале Physics Letters B.

Чтобы разобраться в вопросе, ученые тщательно проанализировали оба подхода и показали, почему они дают разные результаты при моделировании вечно расширяющихся пространств, например, пространства де Ситтера. Это особенно важно для понимания ранней Вселенной и ее инфляционной стадии, когда могла бы появиться материя и излучение, которые мы наблюдаем сегодня.

Основным открытием стало то, что различие в результатах объясняется недооценкой вклада так называемых волновых функционалов вакуума в одном из методов, особенно если гравитационное поле действует бесконечно долго. Это открытие помогает улучшить существующие теории и применять более точные подходы для изучения первых моментов существования Вселенной.

Результаты исследования могут найти широкое применение в космологии и астрофизике, улучшив прогнозы относительно реликтового гравитационного излучения и свойств первичных флуктуаций плотности. Ожидается, что эти выводы повлияют на будущие исследования квантовых эффектов в сильных гравитационных полях и более сложных теорий, включая электромагнитные поля и гравитационные волны.

Источник: kazanonline24.ru