Эйнштейн не справился. "Лишние" измерения во Вселенной объяснили то, что не смогла теория относительности

Японские ученые считают, что добавление дополнительных измерений необходимо для объяснения принципа работы гравитации в ранней Вселенной и того, как эти процессы привели к тем условиям, которые известны ученым сегодня. Исследователи в своей работе пытались согласовать немного противоречащие друг другу теории из разных областей физики. Одной из таких теорий является общая теория относительности Эйнштейна, которая объясняет тот факт, что объекты, имеющие массу, искажают ткань пространства-времени. Этот эффект мы воспринимаем как гравитацию, пишет Express.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Общая теория относительности Эйнштейна в основном успешно объясняет принцип работы гравитации. Но если речь идет об экстремальных условиях, например, о сингулярности внутри черных дыр или первоначальных условиях, в которых образовалась вся видимая материя и энергия во Вселенной, то здесь возникают проблемы.

Некоторые ученые считают, что эти проблемы можно решить, используя теорию суперструн. С помощью этой теории некоторые ученые смогли бы описать все частицы и фундаментальные силы природы, как колебания одномерных объектов, называемых струнами.

То есть теория суперструн могла бы согласовать общую теорию относительности, в которой все события являются непрерывными и определенными с квантовой механикой, где события происходят через квантовые скачки, а их результаты имеют вариативность. Но пока что доказательств этой теории не обнаружено.

В своем новом исследовании Ясуака Хикида и его коллеги из Киотского университета попытались проложить путь к проверке теории суперструн. Ученые обратили свое внимание на космологическую модель, которая называется Модель де Ситтера или Вселенная де Ситтера. Эту модель предложил нидерландский ученый Виллем де Ситтер еще в 20-х годах прошлого века.

Теоретическая Модель де Ситтера описывает простейшее космологическое решение уравнений поля Эйнштейна, которые связывают геометрию пространства-времени с материей, находящейся внутри. Во Вселенной де Ситтера трехмерная пространственная Вселенная является плоской, хотя она и искривлена в четырех измерениях пространства-времени, при этом обычная материя игнорируется. Поэтому, во Вселенной де Ситтера преобладает так называемая космологическая постоянная, часть уравнений поля, которая объясняет расширение Вселенной.

Хикида и его коллеги разработали метод вычисления так называемых связующих функций, которые описывают распределение материи и галактик в космосе вследствие колебаний в ранней Вселенной. Ученые сделали это с помощью голографии, в которой высшие измерения существуют как проекция на трехмерную пространственную Вселенную. Это похоже на то, как защитные голограммы на пластиковых платежных картах показывают трехмерные изображения на двухмерной поверхности.

Высшие измерения в теории суперструн необходимы, чтобы Вселенная имела по крайней мере шесть дополнительных измерений в дополнение к привычным трем пространственным измерениям и четвертому временному измерению.

Ученые начали с существующих методов обработки гравитации в так называемой анти-де-Ситтеровской Вселенной, где пространство-время искривлено в направлении, противоположном направлению обычной Вселенной де Ситтера, и изменили их, чтобы они работали в последней модели.

По словам Хикиды, ученые пришли к выводу, что этот метод можно применять в более широком смысле, чем ожидалось, если иметь дело с квантовой гравитацией. После завершения первоначального исследования ученые хотят расширить анализ, чтобы изучить эффекты космологической энтропии и квантовой гравитации.

В то время как в этом исследовании ученые рассматривали только трехмерную Вселенную в качестве примера, анализ можно распространить на четырехмерный космос, говорят ученые. Это может позволить им получить информацию о реальном мире.

"Наше исследование, возможно, способствует проверке теории суперструн и позволяет проводить практические расчеты о едва различимых изменениях, которые произошли в ткани пространства-времени ранней Вселенной", — говорит Хикида.

Как уже писал Фокус, обнаружить параллельную Вселенную, как считают ученые можно с помощью одной из теорий.