Найден корень расхождения квантовых теорий при расширении Вселенной

Физики из МФТИ и других научных институтов раскрыли причины противоречий в расчетах, связанных с рождением частиц из вакуума в расширяющихся пространствах космоса, что является важным аспектом в космологии. Их исследование фокусируется на проблемах, возникших при использовании двух популярных методов для подсчета количества частиц, которые появляются из вакуума при воздействии мощных гравитационных полей, таких как в ранней Вселенной. Исследование получило поддержку Российского научного фонда и опубликовано в журнале Physics Letters B.

Для решения этой проблемы ученые подробно рассмотрели оба подхода и объяснили, почему они дают разные результаты при моделировании вечно расширяющихся пространств, таких как пространство де Ситтера. Этот процесс важен для понимания ранней стадии Вселенной и ее инфляционной фазы, когда материю и излучение, наблюдаемые сегодня, могли бы появиться.

Главное открытие состояло в том, что различие возникало из-за недооценки вклада так называемых волновых функционалов вакуума в одном из методов, особенно когда гравитационное поле действует бесконечно долго. Это открытие позволяет не только улучшить существующие теории, но и использовать более точные методы для изучения первых моментов существования Вселенной.

Результаты работы имеют широкий потенциал для практического применения в космологии и астрофизике, включая улучшение предсказаний относительно реликтового гравитационного излучения и свойств первичных флуктуаций плотности. Ожидается, что эти выводы окажут влияние на дальнейшие исследования квантовых эффектов в сильных гравитационных полях и на более сложные теории, такие как электромагнитные поля и гравитационные волны.

Источник: Naked-Science.