Физики-теоретики из России создали новый математический аппарат, который описывает поведение квантовых полей в космологических масштабах и поможет космологам прогнозировать, какая судьба ждёт нашу Вселенную при её ускоряющемся расширении. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на Центр научной коммуникации Московского физико-технического института (МФТИ).
Младший научный сотрудник МФТИ Дамир Садеков пояснил, что в работе удалось определить, какие квантовые процессы имеют ключевое значение, а какие — нет. Это позволяет понять долгосрочное поведение Вселенной, учитывая эффект, который исследователи называют «квантовым эхом».
В конце прошлого столетия астрономы, наблюдая вспышки сверхновых первого типа, установили, что Вселенная расширяется с ускорением. Согласно современным представлениям физиков и космологов, причиной этого служит темная энергия, природа которой остаётся одной из главных загадок науки.
Ранее свойства темной энергии описывались с помощью моделей на базе пространства-времени де Ситтера. Эти модели хорошо объясняют ускорение расширения, но не учитывают влияние квантовой механики на частицы и вакуум, чьи флуктуации могут взаимодействовать с пространством-временем.
Новая математическая модель позволяет проследить судьбу квантовых полей на очень больших временных масштабах. Ученые выяснили, что сложные квантовые поправки вносят пренебрежимо малый вклад, что упростило конечное уравнение и сделало его доступным для точного решения. Расчёты показывают, что с возрастом Вселенной квантовые эффекты проявляются сильнее, что важно учитывать при прогнозах её изменений.
В частности, исследователи обнаружили, что вакуум, считавшийся стабильным, постепенно меняется под действием квантовых процессов. Это говорит о том, что свойства темной энергии могут быть результатом длительной эволюции вакуума, а не фундаментальной константой, подчеркнули авторы работы.
