Два подхода к квантовому происхождению расширяющейся Вселенной могут оказаться частями одной математической конструкции. Георгий Лаврелашвили из Тбилисского государственного университета и Жан-Люк Ленерс из Института гравитационной физики Общества Макса Планка нашли семейство решений, связывающее рождение Вселенной через кротовую нору со сценарием без начальной границы. О результатах серии исследований институт сообщил 28 октября.
Что могло подготовить начало инфляции
Космологическая инфляция — предполагаемый период чрезвычайно быстрого расширения ранней Вселенной — помогает объяснить её крупномасштабные свойства и происхождение первоначальных возмущений. При этом остаётся открытым вопрос: как возникло состояние, из которого инфляция могла начаться? Изучаемые авторами решения предлагают возможные квантовые начальные условия для такого расширения.
Один вариант связан с евклидовыми кротовыми норами. Это специальные геометрии, используемые в квантовом расчёте; через них новая расширяющаяся область может возникнуть из уже существующего фонового пространства. Другой вариант — предложение без начальной границы, связанное с именами Джеймса Хартла и Стивена Хокинга. В нём начальная геометрия гладко замыкается и не требует отдельной прошлой границы. Распространённое выражение «рождение из ничего» здесь обозначает именно отсутствие такого предшествующего пространства, а не установленный физический процесс.
Как кротовая нора переходит в другое решение
В работе в Physics Letters B авторы рассмотрели кротовые норы, чья форма напоминает чашу на ножке. Наличие и узкой горловины, и более широкой части позволяет после математического перехода к обычному времени получить расширяющуюся Вселенную. Такие решения поддерживаются аксионным либо магнитным зарядом и скалярным полем с определённым потенциалом.
Когда величина заряда стремится к нулю, горловина сужается. В пределе исходная геометрия разделяется на фон и отдельный инстантон без границы — конфигурацию, описывающую квантовое возникновение новой области. Получается, что два сценария входят в общее семейство решений, параметром которого служит заряд.
Более подробное исследование в Physical Review D расширило набор примеров, включая решения с разными свойствами фонового пространства. Авторы также обсудили нерешённые вопросы: какие геометрии должны участвовать в квантовом расчёте и как правильно сравнивать их вероятности. Поэтому связь двух подходов установлена в рамках конкретных моделей и допущений.
Можно ли искать след в реликтовом излучении
В следующей статье, опубликованной 16 октября в Physical Review D, Лаврелашвили и Ленерс изучили небольшие тензорные возмущения и возмущения пробного скалярного поля. Последнее рассматривается на заданном фоне, без учёта его обратного влияния. Оказалось, что для коротких волн кротовые норы подготавливают состояние, очень близкое к обычному инфляционному вакууму Банча — Дэвиса. Для длинных волн остаются отклонения: небольшое смещение и осцилляции в спектре, зависящие от заряда.
Такие различия в принципе могут отразиться в реликтовом излучении. Их доступность наблюдениям зависит, в частности, от длительности инфляции: при слишком долгом расширении соответствующие масштабы останутся за пределами наблюдаемой области. Для количественного сравнения нужен также конкретный инфляционный потенциал. На самых больших масштабах проверку дополнительно затрудняет космическая дисперсия — статистическая неопределённость, связанная с тем, что на доступном нам небе помещается мало независимых длинноволновых возмущений.
Работы пока не позволяют выбрать реальную историю рождения нашей Вселенной. Их результат — связь двух классов квантовых геометрий и расчёт возможных различий между ними. Препринты появились в марте, мае и июле 2026 года; октябрьское сообщение института объединяет эти результаты в общую картину.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь.
Комментарии (0):