INDIA FÜÜSIKU SÕGE OLETUS ⟩ Salapärased varjatud universumid on sama hea seletus meie kiirenevale paisumisele kui tumeaine

Teadlased on hämmingus, mis võiks Universumi aina kiirenevat kasvamist põhjustada. Foto: Unsplash

Meie Universumi aegruumi kangas kasvab üha kiirenevas tempos ja teadlased on hämmingus, mis võiks seda põhjustada.

Võib-olla käitub gravitatsioon kosmilisel skaalal ettearvamatult või tekitab täieliku tühjuse pöörises mingit seletamatut negatiivset rõhku.

Praegu toimib tume energia vaid kirjeldusena selle salapärase laienemislaine kohta, kutsudes esile igasuguseid spekulatsioone sellest, milline võiks olla intergalaktilistes varjudes peituv «poltergeist».

India Tehnoloogiainstituudi (Indian Institute of Technology ehk IIT) doktorant Naman Kumar on välja pakkunud mõned mõtted, mida ta hiljuti avaldatud kahes teadusartiklis kirjeldab. Üks tema ettepanekutest tuleneb eeldusest, et meie Universum ei ole nii üksildane, kui see esmapilgul näib.

Ajaloorattaid piisavalt kaugele tagasi keerates jõutakse lõpuks punkti, kus kogu aine oli koondunud kuuma ja tihedasse subatomaarsete osakeste parve, mis kihas lõpmatust hulgast võimalustest, milliseks edasi areneda.

Aga mis oli enne seda? Mingi..justkui...kvantfüüsika!? Puuduolevate detailide täitmiseks oleks vaja uut teooriat, mis suudaks sujuvalt ühendada üldrelatiivsusteooria laieneva aegruumikanga kvantmehaanika diskreetsete niitidega või asendada need mõlemad millegi radikaalselt uuega.

Kumari mudel tugineb kvantfenomenile, kus tekib uus aine. Sobivates tingimustes on virtuaalsetel osakestel märkimisväärne võimalus tekkida omavahel põimunud paarina – üks pisike ainetükike ja selle antiainest kaksik.

See võiks olla üks positron ja üks elektron või üks charm(võlu)-kvark ja üks anticharm-kvark.

«Või, ehk hoopis üks Universum ja üks anti-Universum,» arvab Kumar.

See ettepanek pole pretsedenditu. Multiversumid on mugav viis täita lünki, mis muudavad meie Universumi ebatavaliselt hästi sobituvaks meie olemasolule.

Sarnase ettepaneku tegid mitu aastat tagasi füüsikud Latham Boyle, Kieran Finn ja Neil Turok Kanada Perimeetri Teoreetilise Füüsika Instituudist (Perimeter Institute for Theoretical Physics).

Boyle, Finn ja Turok väidavad, et meie Universum näeb välja ja käitub nii sujuvalt mitte tänu kiirele varajasele inflatsiooniperioodile, vaid sellepärast, et see sündis kaksikuga, mis liigub ajas tagasi, olles identne, välja arvatud oma peegelpilti meenutavate osakeste ja pööratud laengute poolest.

Kumari versioon tuleneb kvantinformatsiooniteooria kontseptsioonist, mida nimetatakse suhteliseks entroopiaks. Lihtsustatult öeldes on see mõõdik, mis annab arvulise väärtuse tõenäosusjaotuste erinevustele asümmeetrilistes süsteemides, näiteks kahes Universumis, mis on ühendatud ajas kindlal hetkel.

Kui meie Universum oleks sündinud pööratud laengute ja peegelkujutisega kaksikuna, millele kehtivad üldrelatiivsusteooria energiatingimused, nagu ka meie omale, siis oleksid need kaks süsteemi omavahel põimunud nii, et kumbki süsteem kirjeldaks loomulikult kiiresti laienevat raadiust.

Ja kas ongi kiireneva paisumise probleem lahendatud, ilma tumeda energiata?

Kumar ei piirdunud ühe teoreetilise kirsiga maailmakõiksuse tordil, vaid avaldas hiljuti ka teise ettepaneku, mis tuleneb hüpoteetilistest dimensioonidevahelistest piiridest, mida nimetatakse braanideks. Muutes nende kõrgemate dimensioonide reaalsuse piiride omadusi, näitab Kumar, kuidas aegruum võiks laieneda üha kiiremini.

Lisadimensioonide ja peegeluniversumite kasutamine Universumi laienemise seletamiseks võib tunduda ülepingutatud, kuid võib-olla oleme kosmoloogias jõudnud punkti, kus peame kaaluma ideid, mis panevad meie kujutlusvõime proovile.

Isegi kõige pöörasemad ettepanekud võivad vihjata vaatlustele, mis kinnitavad, et kusagil varjudes on tõesti olemas osakesed ja jõud, kus kohtuvad üldrelatiivsusteooria ja kvantfüüsika, või võib-olla paljastada uued reaalsuse kihid, mis seni on olnud kättesaamatud.

«Pärast töötamist tumeaine ja tumeenergiaga võin öelda, et kas me aktsepteerime üldrelatiivsusteooria õigsust ja elame pimedas universumis nende tabamatute ja omapäraste tumeaine osakeste ja tumeenergiaga, või siis aktsepteerime, et elame kõrgemadimensioonilises multiversumis,» selgitab Kumar oma ScienceX dialoogis.

Füüsika nagu kosmoloogiagi on ikka ja ennekõike eksperimentaalsed teadused ning kuitahes pöörane oletus ja hüpotees, et selle õiguses kindl olla, peab siiski saama ka eksperimentaalse kinnituse. Selleks võib kuludaüüratult aega nagu läks ka näiteks gravitatsioonilainete avastamisega. Millise sondi või vaatluvahendiga saada aru sellest, et meie uniuversum areneb koos oma antiuniversumist kaksikuga, ei oksa täna ilmselt keegi väga täpselt öelda. Aga see ongi teaduse õnn: kahelda tuleb kõiges ja õnneks ei kuuuta tadlased ühtki tõestatud arusaama pimesi pühaks ja absoluutseks tõeks.

See uurimus avaldati ajakirjades Gravitation and Cosmology ja Europhysics Letters.

Allikas: ScienceAlert