Объясняет ли теория "зеркальной Вселенной" кризис в космологии?

Идея зеркальной вселенной - распространенный прием в научной фантастике. Мир, похожий на наш, где мы можем найти своего злого двойника или версию нас, которая действительно пригласила на свидание нашу школьную подружку. Но концепция зеркальной вселенной часто изучается в теоретической космологии, и, как показывает новое исследование, она может помочь нам решить проблемы с космологической постоянной.

Постоянная Хаббла, или параметр Хаббла, - это показатель скорости расширения нашей Вселенной. Это расширение было впервые продемонстрировано Эдвином Хабблом с использованием данных Генриетты Ливитт, Весто Слифера и других. В течение следующих нескольких десятилетий измерения этого расширения остановились на скорости около 70 км/сек/Мпк. 

Плюс-минус совсем немного. Астрономы полагали, что по мере повышения точности измерений различные методы придут к единому значению, но этого не произошло. На самом деле, за последние несколько лет измерения стали настолько точными, что они совершенно не согласуются друг с другом. Это иногда называют проблемой космического напряжения.

На данный момент наблюдаемые значения постоянной Хаббла делятся на две группы. Измерения флуктуаций космического микроволнового фона указывают на более низкое значение - около 67 км/сек/Мпк, в то время как наблюдения за такими объектами, как далекие сверхновые, дают более высокое значение - около 73 км/сек/Мпк. Что-то явно не сходится, и физики-теоретики пытаются выяснить, почему. Именно здесь может появиться зеркальная Вселенная.

В теоретической физике дикие идеи имеют тенденцию падать и терять популярность. Идея зеркальной вселенной не является исключением. В 1990-х годах она довольно активно изучалась как способ решения проблемы симметрии материи и антиматерии. Мы можем создавать частицы материи в лаборатории, но когда мы это делаем, мы также создаем частицы антиматерии. Они всегда образуют пары. Итак, когда частицы образовались в ранней Вселенной, куда делись все их братья и сестры из антиматерии?

Одна из идей заключается в том, что сама Вселенная образовалась как пара. Наша вселенная из материи и такая же вселенная из антиматерии. Проблема решена. Эта идея отпала по разным причинам, но в новом исследовании рассматривается вопрос о том, как она может решить проблему Хаббла.

Команда обнаружила инвариантность в так называемых безразмерных параметрах. Самым известным из них является постоянная тонкой структуры, которая имеет значение около 1/137. В принципе, вы можете объединить измеренные параметры таким образом, что все единицы измерения аннулируются, давая одно и то же число независимо от того, какие единицы вы используете, что замечательно, если вы теоретик. 

Команда обнаружила, что когда вы настраиваете космологические модели в соответствии с наблюдаемыми скоростями расширения, несколько безразмерных параметров остаются неизменными, что говорит о лежащей в основе космической симметрии. Если наложить эту симметрию более широко, то можно масштабировать скорость гравитационного свободного падения и скорость рассеяния фотонов и электронов так, чтобы различные методы измерения Хаббла лучше согласовывались. И если эта инвариантность реальна, она подразумевает существование зеркальной вселенной. Которая могла бы влиять на нашу Вселенную посредством слабого гравитационного притяжения.

Следует отметить, что данное исследование является в основном доказательством концепции. Оно показывает, как эта космическая инвариантность может решить проблему постоянной Хаббла, но не доказывает, что это решение возможно. Для этого нужна более детальная модель. 

Но это интересная идея. И хорошо знать, что если ваш злой двойник где-то рядом, он может влиять на вашу жизнь только гравитационно...

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters