Может ли новая частица изменить судьбу Вселенной?

Все знают, что Вселенная постоянно расширяется, однако никто не знает, как быстро она это делает. С тех пор, как наше мироздание возникло в результате взрыва крошечного пятнышка, которое буквально за долю секунду превратилось в окружающий нас с вами мир, Вселенная продолжает раздуваться, при этом постоянно ускоряясь с неизвестной нам скоростью. Вопрос о скорости расширения Вселенной заставляет не утихать вечные дебаты ученых, у каждого из которых имеется свое собственное мнение по данному вопросу. Согласно статье, опубликованной на портале livescience.com, на скорость расширения Вселенной может влиять пока еще не открытая частица, обнаружение которой может изменить судьбу всего нашего мироздания.

Что такое аксионы?

На сегодняшний день астрономы изобрели уже немалое количество различных хитроумных способов измерения того, что называют постоянной Хаббла, которая, кстати говоря, являет собой скорость расширения Вселенной в настоящее время.

Для того, чтобы измерить скорость расширения нашего мироздания, нам необходимо посмотреть на близлежащие сверхновые, оставившие после себя следы из газа и пыли. Существует особый вид сверхновых, обладающих очень специфической яркостью, которые позволяют нам сравнить их сияние с той яркостью, какую они должны иметь на самом деле. Столь оригинальный способ позволяет вычислить не только расстояние до звезды, но и скорость удаления от нас далеких небесных объектов. Таким образом, сложив все кусочки вместе, мы можем вычислить скорость расширения Вселенной.

Главной идеей, которая доминирует в настоящее время в научной среде, является идея о наличии во Вселенной таинственной субстанции, которую называют темной энергией. Несмотря на то, что существование темной энергии в настоящее время еще не подтверждено, таинственная сила, заставляющая мироздание менять свои размеры, при этом никак с ним не взаимодействуя, уже будоражит умы современных исследователей космоса.

У физиков есть тайное подозрение, что темная энергия имеет какое-то отношение к энергии, запертой в вакууме пространства-времени. Считается, что эта энергия исходит из так называемых “квантовых полей”, которые пронизывают нашу Вселенную. 

В современной физике каждый вид частиц привязан к своему определенному квантовому полю. Такие поля пронизывают насквозь все пространство и время, иногда превращаясь в знакомые нам частицы — электроны, кварки и нейтрино, при этом все электроны принадлежат электронному полю, все нейтрино принадлежат нейтринному полю, а кварки — кварковому. Взаимодействие этих полей между собой составляет фундаментальную основу нашего понимания квантового мира.

Независимо от того, что именно вы рассматриваете в данный момент во Вселенной, вы не можете не натолкнуться на квантовые поля. По сути, они несут в себе огромное количество фундаментальной энергии, которая связана с ними даже в абсолютно пустом вакууме. Несмотря на то, что нам очень трудно понять темную энергию на языке вакуумной энергии пространства-времени, исследователи пришли к выводу, что темная энергия может меняться, по какой-то причине время от времени изменяя свои характеристики и свойства.

Как утверждает журнал Journal arXiv, исследователь Массомо Сердонио из Университета Падуи смог вычислить количество изменений в квантовых полях, необходимых для учета изменений темной энергии. Ученый считает, что если существует новое квантовое поле, ответственное за изменение темной энергии, то этот факт может означать, что во Вселенной скрывается некая таинственная частица, ответственная за множество происходящих процессов внутри нашего мироздания. Величина изменения темной энергии, рассчитанная Сердонио, требует нахождения некоторой частицы, которая обладает схожими характеристиками с так называемыми аксионами. В свое время физики изобрели эту теоретическую частицу для того, чтобы ее помощью попробовать решить некоторые проблемы с нашим квантовым пониманием сильного ядерного взаимодействия.

Согласно исследованиям, аксионы появились еще в очень древней Вселенной, до недавнего времени скрываясь на заднем плане и позволяя другим силам и частицам полностью контролировать расширение мироздания. Спустя 14,5 миллиардов лет после рождения Вселенной, аксионы по неизвестной причине могли активизироваться вновь. Но только что же именно могло вызвать столь неожиданное пробуждение? Кажется, у ученых только что появился новый повод для бессонницы.