Модель многомерного пространства может объяснить расширение Вселенной без участия темной энергии.
Темная энергия — одна из главных загадок современной физики. В стандартной космологической модели ΛCDM она описывается космологической постоянной в уравнениях Эйнштейна. Это значение мало и положительно, но его природа пока не ясна. Темная энергия обладает отрицательным давлением и не уменьшается по мере расширения Вселенной, что вызывает вопросы у ученых. Авторы нового исследования предложили модель, которая не требует темной энергии.
Физики представили Вселенную как трехмерную «брану» в многомерном пространстве. Представьте нашу Вселенную как лист бумаги в трехмерной комнате — это аналогия предложенной модели.
Каждая брана имеет растяжение, влияющее на её динамику. В этой модели физики изменили растяжение и повысили гравитационную постоянную Ньютона до скалярного поля в четырехмерном пространстве, оставив её неизменной в пятимерном.
Некоторые теории гравитации также повышают гравитационную постоянную до скалярного поля. Эти изменения привели к динамике, похожей на стандартное уравнение Фридмана, которое описывает развитие Вселенной. В новой модели скалярное поле имитирует темную энергию из-за переменного растяжения браны.
Таким образом, без космологической постоянной, ученые смогли объяснить темную энергию, используя только два известных поля: скалярное и поле материи.
Исследователи утверждают, что либо Вселенная подчиняется общей теории относительности с темной материей и энергией, либо мы живем в многомерной мультивселенной. Они считают, что Вселенная предпочитает простоту и симметрию, что модифицированные теории гравитации не обеспечивают.
Теперь ученые надеются, что наблюдения подтвердят или опровергнут эти новые модели Вселенной, что может привести к новым открытиям.
Результаты исследования опубликованы в журнале Europhysics Letters.
