Light and thunder

В современной космологии доминирует семейство теорий, для которого характерны попытки так или иначе объяснить кажущуюся однородную плотность Вселенной и ее расширение с ускорением через влияние (как минимум одного) скалярного поля в инфляционную эпоху. Эти представления восходят еще к работам Йордана, Бранса и Дикке: точным решением изложенной там гравитационной модели, в частности, является пространство-время pp-волны, которое в обобщении на измерения высшего порядка служит основой для построения любопытных фреймворков одиннадцатимерной супергравитации. Гравитационная постоянная G в теории Йордана-Бранса-Дикке зависела (как 1/φ) от всеприсущего скалярного поля φ, способного варьироваться во времени и пространстве. Во множестве эзотерических изводов современной физики это скалярное поле, как правило, отождествляется с Богом.

Кроме этих решений, совместимых с общей теорией относительности Эйнштейна, семейство теорий Йордана-Бранса-Дикке допускает и более экзотические волновые рисунки метрики пространства-времени, которые подобной совместимостью уже не обладают — и, таким образом, в принципе отличимо от ОТО экспериментальным путем. Опираясь на скалярно-тензорные теории, можно варьировать не только гравитационную постоянную, но и скорость света. В этом случае кажущаяся однородная плотность объясняется тем, что скорость света на ранних этапах истории Вселенной была выше, а затем снизилась. Лю Цысинь в романе Бессмертие в смерти называет эту эпоху Эдемской и предполагает, что в ту пору скорость света была, для практических нужд, близка к бесконечности, а на Землю и по сей день (вернее, по день завоевания Константинополя турками) периодически падают с небес эдемские яблочки. Как увязать это утверждение с абсурднейшим тезисом о том, что недооценка количества темной материи во Вселенной приводит к Большому Сжатию, из текста не ясно, ну да Бог, то бишь скалярное поле, с ним.

Свежая статья португальского ученого Жоана Магейжу с коллегой исходит из модели с двумя неконформными метриками пространства-времени,
“конкурирующими” между собой в разные космологические эпохи. Обнаружено существование термических решений, сходящихся к масштабной инвариантности и фрактальной структуре мироздания, где фрактальная размерность, как и ожидается, близка к 2. Однако этот предел является недостижимым, так как при квадратичной зависимости варп-фактора B (о нем ниже) от скалярного поля потенциал терпит разрыв непрерывности в этой точке, и зависимость из степенной превращается в экспоненциальную.

Также в согласии с представлениями современной космологии о многомерной природе Вселенной, эти результаты удается геометрически визуализировать как продукт погружения тестовой 3-браны (то бишь нашего трехмерного пространства) в геометрию EAdS2 × E3 (AdS — антидеситтерово пространство) с ненулевым параметром изгиба B(φ), который ранее назван варп-фактором. Ненулевое значение варп-фактора ведет к отличию скорости света от скорости распространения гравитации. “Критическая” модель неизбежно приводит к изменению скорости света — вернее, звука, поскольку используется математический аппарат теории акустических барионных осцилляций.

Спектральный индекс реликтового излучения n изменяется вслед за характерной скоростью и характерным масштабом звукового горизонта, и предсказанное его значение 0.96478(64) мало отличается от лучшего экспериментального 0.9667(40). Воспроизводится наблюдаемая нелинейность энергоспектра красного смещения, а также делается попытка предсказать интенсивность первозданных гравитационных волн.

В большинстве теорий, с которыми конкурирует гипотеза Магейжу и сотр., либо превышается планковский масштаб горизонта наблюдаемой Вселенной в инфляционную эру, либо значение спектрального индекса специально подбирается для согласия с экспериментом, что не очень спортивно, либо вводится предположение о повторных эпохах разогрева Вселенной в эру переменной скорости света/звука (скорость звука в первозданной плазме обычно получается вдвое меньше скорости света, отвлекаясь от конкретных численных значений). В зависимости от доминирующего члена уравнения флуктуации пространственно-временной кривизны неустойчивость носит светоакустический или гравитационный характер.

Класс альтернативных моделей, где первозданные возмущения плотности материи приписываются сжатию светового/звукового горизонта, носит название тахоакустического, и авторы рассматривают свою модель как жизнеспособную альтернативу инфляционной теории Гута-Линде-Старобинского. Если вам интересно, то за последнюю, де-факто стандартную в космологии третьего тысячелетия (после того, как было открыто ускоренное расширение Вселенной), до сих пор не вручена Нобелевская премия по физике.

Углубившись в математические выкладки авторов, легко заметить, что существенную роль там играют функции Ганкеля второго рода, известные с первой половины XIX века. Передовая физика слишком часто пользуется математическими инструментами, разработанными с опережением на полтора-два столетия (примечательное исключение находим в материаловедении, например, теории графена и аналогичных ему двумерных материалов, где изящно применили теорему Атьи-Зингера об индексе). В связи с этим понятны опасения за судьбу (и психику) ученых, которые заняты разработкой подобных математических инструментов сейчас; так, у Майкла Джона Харрисона в Пустоте преследуемый чудовищем из иного времени маньяк-математик и гадатель по картам Таро Майкл Кэрни переписывается с Григорием Перельманом.

Но художника может обидеть каждый, так что аналогичных опасений за удел обиженных боллитрой фантастов вы не услышите даже от самих фантастов. Или околофантастов, если принять карты Торо за творение Гильермо дель Торо.

LoadedDice