Ученые обнаружили корень расхождений квантовых теорий при расширении Вселенной

Физики из МФТИ и других научных институтов раскрыли причины противоречий в расчетах, связанных с процессом рождения частиц из вакуума в расширяющихся пространствах, что является важным аспектом космологии. Исследование, опубликованное в журнале Physics Letters B и поддержанное Российским научным фондом, сосредоточено на проблемах, возникших при использовании двух популярных методов для подсчета количества частиц, появляющихся из вакуума под воздействием мощных гравитационных полей, как это происходило в ранней Вселенной.

Ученые подробно рассмотрели оба подхода и объяснили, почему они дают разные результаты при моделировании бесконечно расширяющихся пространств, таких как пространство де Ситтера. Этот процесс имеет важное значение для понимания ранней стадии Вселенной, особенно инфляционной фазы, когда излучение и материя, которые мы наблюдаем сегодня, могли бы начать своё существование.

Главное открытие заключается в том, что различия в расчетах возникали из-за недооценки вклада так называемых волновых функционалов вакуума в одном из методов, особенно когда гравитационное поле воздействует бесконечно долго. Это открытие не только помогает улучшить существующие теории, но и позволяет применять более точные методы для исследования первых моментов существования Вселенной.

Результаты работы могут оказать значительное влияние на космологию и астрофизику, улучшив предсказания по реликтовому гравитационному излучению и свойствам первичных флуктуаций плотности. Эти выводы могут быть полезны для дальнейших исследований квантовых эффектов в сильных гравитационных полях и для более сложных теорий, включая электромагнитные поля и гравитационные волны, пишет Naked-Science.