Новости космологии: Теория, которая бросает вызов физике Эйнштейна, вскоре может быть проверена.

Ноя 26, 2016 Леонид Гляделов

Ученые, выступающие за теорию о том, что скорость света является переменной - и не является постоянной, как предположил Эйнштейн - сделали прогноз, который можно будет проверить.

Эйнштейн предположил, что скорость света остается одинаковой в любой ситуации, и это подразумевает, что пространство и время может быть различным в различных ситуациях.

Некоторые исследователи предположили, что скорость света может быть намного выше в ранней Вселенной. Теперь, один из создателей этой теории, профессор João Magueijo из Имперского колледжа в Лондоне, работая с доктором Niayesh Afshordi, сделали прогноз, который может быть использован для проверки достоверности теории.

Структуры во Вселенной, например, галактики, образовались из флуктуаций в ранней Вселенной - крошечные различия в плотности от одного региона к другому. Запись этих ранних колебаний отпечатан на РИ - карте самого старого света во Вселенной - в виде «спектрального индекса».

Работая со своей теорией, что флуктуации находились под влиянием той или иной скоростью света в ранней Вселенной, профессор Magueijo и д-р Afshordi теперь использовали модель, чтобы выяснить точное значение спектрального индекса. Прогнозируемая цифра и модель опубликованы в журнале Physical Review D.

Космологи в настоящее время получают все более точные показания этой цифры, так что предсказание вскоре может быть проверено - либо подтвердит, либо исключит модель ранней Вселенной с переменной скоростью света. Их цифра является очень точной: 0,96478. Это близко к текущей оценке показаний космического микроволнового фона, который дает результат около 0,968, с некоторой погрешностью.

Радикальная идея

Профессор Magueijo сказал: "Теория, которую мы впервые предложили в конце 1990-х годов, в настоящее время достигла точки зрелости - она произвела проверяемые предсказания. Если наблюдения в ближайшем будущем подтвердят точность этого числа, то это может привести к модификации теории гравитации Эйнштейна.

"Идея о том, что скорость света может быть переменной была радикальной, когда была впервые предложена, но с численным прогнозированием, она становится чем-то, что физики могут на самом деле проверить. Если это правда, то это означало бы, что законы природы не всегда были такими же, как они есть сегодня."

Проверяемость теории различной скорости света отличает ее основной теории-конкурента: Инфляции. Инфляция говорит, что ранняя Вселенная прошла через чрезвычайно быструю фазу расширения, гораздо быстрее, чем нынешние темпы расширения Вселенной.

"Проблема горизонта"

Эти теории должны объяснить то, что физики называют "проблемой горизонта". Вселенная, как мы ее видим сегодня, кажется везде одинаковой, например, она имеет относительно однородную плотность.

Это может быть справедливо, только если все области Вселенной были в состоянии влиять друг на друга. Однако, если скорость света всегда была одинаковой, то свету не хватило бы времени, чтобы облететь от края к краю Вселенной.

В качестве аналогии: чтобы нагреть комнату равномерно, теплый воздух от радиаторов на обоих концах должен пройти через комнату и полностью перемешаться. Проблемой для Вселенной является то, что "комната" - наблюдаемый размер Вселенной - по-видимому, слишком велика для того времени, когда она сформировалась.

Теория различной скорости света позволяет предположить, что скорость света была гораздо выше, в ранней Вселенной, позволяя достичь дальних краев, чтобы сделать Вселенную однородной. Скорость света затем упала бы предсказуемым образом, с того момента, когда плотность Вселенной изменилась. Эта изменчивость привела команду к предсказанию, опубликованное сегодня.

Альтернативной теорией является теория Инфляции, которая пытается решить эту проблему, говоря, что очень ранняя Вселенная сглаживается, а затем за очень короткое время расширяется, с однородностью уже отпечатанной на ней. В тоже время это означает, что скорость света и другие законы физики, как мы их знаем, сохраняются, но это требует изобретения "поля инфляции" - совокупность условий, которые существовали только в то время.