Алберт Айнщайн въвежда космологична константа в своите уравнения преди повече от 100 години, но след това я определя като грешка. Физиците я въвеждат отново преди повече от 30 години и възниква проблем.
„Най-голямата грешка“ на Айнщайн
Физици откриха изненадваща връзка между квантовата гравитация и екзотично квантово състояние на материята, което би могло да обясни защо Вселената не се разширява с невероятна скорост. Изследването, публикувано в списанието Physical Review Letters, предполага, че самата форма на пространство-времето може да предпазва космологичната константа от разрушителни квантови ефекти, съобщава ScienceDaily.
Прочетете също: НАСА: Сбъдна се предсказанието на Айнщайн
Един от най-големите проблеми във физиката се отнася до параметър, известен като космологична константа. Той се появява за първи път в уравненията на общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, най-доброто описание на гравитацията и пространство-времето. Айнщайн е вярвал, че Вселената е статична. За да предотврати колапса на Вселената в уравненията си, той въвежда космологичната константа като параметър, противопоставящ се на гравитацията.
Но през 1929 г. става ясно, че Вселената не е статична, а се разширява. Затова Айнщайн изключва космологичната константа от своите уравнения и дори я нарича „най-голямата грешка“.
През 1998 г. астрономите откриха, че разширяването на Вселената се ускорява. Космологичната константа можеше да обясни това ускоряващо се разширяване, така че беше въведена отново в описанието на Вселената. Но това създаде сериозен проблем.
Физиците най-накрая обясниха „най-голямата грешка“ на Айнщайн. През 1998 г. астрономите откриха, че разширяването на Вселената се ускорява. Космологичната константа можеше да обясни това ускоряващо се разширяване, така че беше въведена отново в описанието на Вселената. Но това създаде сериозен проблем.
Според квантовата теория, празното пространство, вакуумът, всъщност е запълнено с частици, които постоянно се появяват и изчезват чрез квантови флуктуации. Тези частици допринасят изключително много за енергията на вакуума. Тази енергия е свързана с космологичната константа, което означава, че константата трябва да е изключително голяма, приближаваща се до безкрайност.
Ако космологичната константа беше толкова голяма, Вселената щеше да се разширява толкова бързо, че галактиките, звездите, планетите и в крайна сметка животът никога нямаше да могат да се появят. Наблюденията показват, че действителната стойност на космологичната константа е невероятно малка в сравнение с това, което предсказва квантовата теория. Разминаването между теорията и наблюденията остава един от най-големите проблеми във физиката.
Прочетете също: Българският художник, който впечатли дори Айнщайн, но у нас остана непризнат
Сега учените предлагат възможно обяснение на това. Те вярват, че самата форма на пространство-времето може да попречи на космологичната константа да се увеличи до огромни стойности. Тази идея се основава на неочаквана връзка между квантовата гравитация и квантовия ефект на Хол, необичайно състояние на материята, при което електрическата проводимост достига стабилни стойности.
Тази стабилност се дължи на топологията, дял от математиката, който изучава основната форма на системата. Физиците твърдят, че подобна топология се появява в състоянието на Черн-Саймънс-Кодама, предложеното основно състояние на квантовата гравитация.
Според учените, ако пространство-времето притежава такава топология, то решава проблема с космологичната константа. Всички квантови смущения, които биха увеличили рязко стойността ѝ, са инертни благодарение на тази топология, която поддържа стойността на космологичната константа стабилна.
Прочетете също: Астрофизици откриха "Кръста на Айнщайн" и останаха шокирани от това, което видяха в него
