Fizikai turi naują idėją, kuri apverčia kosmologiją aukštyn kojomis: šviesos greitis ne visada buvo pastovi konstanta, tik mokslas to dar nežino?

Horizonto problema kyla, nes visatos temperatūra visur tapo vienoda gerokai anksčiau, nei šviesos greičiu skriejantys šilumos fotonai galėjo pasiekti visus visatos kampelius.

Standartiškai šis klausimas aiškinamas infliacijos teorija, skelbiančia, kad po didžiojo sprogimo visata plėtėsi labai greitai – tad, temperatūros suvienodėjo, kai kosmosas buvo mažas, o tada staiga padidėjo. Bet nežinome, kodėl infliacija prasidėjo ar sustojo. Taigi, Magueijo dairėsi alternatyvų.

Straipsnyje, kuris lapkričio 28 dieną pasirodys Physical Review žurnale, jis ir Niayesh Afshordi iš Perimeter instituto Kanadoje išdėstė naują šios idėjos versiją: visatos pradžioje šviesa ir gravitacija sklido skirtingu greičiu.

Jei iš karto po didžiojo sprogimo fotonai skriejo greičiau už gravitaciją, jie galėjo nuskrieti pakankamai toli ir temperatūrą suvienodinti daug greičiau, sako komanda.

Patikrinama teorija

Ši idėja Magueijo labiausiai jaudina todėl, kad ji pateikia konkrečias prognozes apie kosminį mikrobangų foną (KMF). Šis visatą pripildantis spinduliavimas buvo sukurtas netrukus po didžiojo sprogimo ir jame liko įsispaudusios „fosilizuotos“ tuometinės visatos sąlygos.

Magueijo ir Afshordi modelyje tam tikros KMF detalės atspindi šviesos greičio ir gravitacijos greičio kitimą vėstančioje visatoje. Jis rodo, kad tam tikru metu įvyko staigus pokytis, kai šviesos ir gravitacijos greičių santykis greitai priartėjo prie begalybės.

Taip užfiksuojama spektrinio indekso, apibūdinančio pradinius visatos tankio raibulius, reikšmė: 0,96478 – šią reikšmę bus galima patikrinti būsimais matavimais. Naujausias skaičius, gautas, remiantis KMF matuojančio Planck palydovo 2015 metais, spektriniam indeksui priskiria viliojamai artimą 0,968 reikšmę.

Jei surinkus daugiau duomenų, paaiškės neatitikimas, teoriją bus galima atmesti. „Tai būtų puiku – nereikėtų apie tas teorijas daugiau galvoti,” sako Magueijo. „Būtų atmesta visa klasė teorijų, kuriose šviesos greičio santykis su gravitacijos greičiu kinta.”

Bet galutinai infliacijos neatmes jokie matavimai, kadangi ši teorija nedaroma jokių konkrečių prognozių. „Yra didžiulė erdvė galimoms infliacijos teorijoms, tad esminę idėją patikrinti labai sunku,” sako Peter Coles iš Kardifo universiteto, JK. „Tai primena drebučių kalimą prie sienos.”

Todėl taip svarbu tirti tokias alternatyvas, kaip kintantis šviesos greitis, priduria jis.

Johnas Webbas iš Naujojo Pietų Velso universiteto Sidnyje, (Australija), daug metų nagrinėjo kintančių konstantų idėją, ir Magueijo bei Afshordi prognozė jam padarė „stiprų įspūdį“. „Patiktinama teorija yra gera teorija,” sako jis.

Teorijos implikacijos būtų reikšmingos. Fizikai seniai žinojo apie visatos veikimo neatitikimus aukščiausių energijų ir mažiausio mastelio atvejais, ir ieškojo galinčios juos apjungti kvantinės gravitacijos teorijos. Jei Magueijo teorija ir stebėjimai gerai sutaps, taip tarp šių sričių galėtų būti nutiestas tiltas, prisidedantis prie geresnio mūsų visatos pirmųjų akimirkų geresnio supratimo.

„Turime visatos modelį, kuriame keliama idėja, kad kažkuriame taške turi būti nauja fizika,” sako Magueijo. „Aišku, tai sudėtinga, bet manau, galiausiai iš tokios kosmologijos susiformuos kvantinė gravitacija.”

Žurnalo nuoroda:ArXiv, DOI: 1603.03312

Michael Brooks
newscientist.com