Подібно до того, як океанські хвилі формують брижі на поверхні води, гравітаційні хвилі в часопросторі могли задати початок еволюції Всесвіту. Нова теорія припускає, що саме ці хвилі, а не гіпотетичні «інфлятони», спричинили швидке розширення Всесвіту після Великого вибуху та розподіл матерії.
Ми досі не знаємо точно, що відбувалося в перші миті після Великого вибуху 13,8 млрд років тому. Панівна теорія включає період надшвидкого розширення — інфляцію, що пояснює гладкість та великі розміри Всесвіту. Її рушійною силою вважали інфлятон — частинку або поле, яке ніколи не спостерігали безпосередньо.
«Десятиліттями ми намагалися зрозуміти ранній Всесвіт, базуючись на неспостережуваних гіпотетичних елементах», — каже астрофізик Рауль Хіменес із Барселонського університету. Ця модель також стикається з труднощами, наприклад, пояснити ранні масивні галактики, виявлені телескопом JWST.
Альтернатива у гравітації
Хіменес та колеги запропонували інший підхід. Вони використали спрощену модель Всесвіту — простір де Сіттера, — яка відповідає загальній теорії відносності та спостереженням. У цій моделі квантові флуктуації самого простору-часу, тобто гравітаційні хвилі, генерують специфічну турбулентність. Дослідники виявили, що ці первісні гравітаційні хвилі могли не лише самостійно запустити процес інфляції, а й безпосередньо створювати неоднорідності у щільності первинної гарячої плазми.
Ці невеликі зміни щільності, викликані гравітаційними хвилями, виявилися ключовими. Вони створювали ділянки, достатньо щільні для гравітаційного колапсу. Саме ці згустки, на думку науковців, стали зародками перших зір, галактик та чорних дір.
«Ця пропозиція цікава простотою. Ми не додаємо спекулятивних елементів, а показуємо, що гравітація та квантова механіка можуть бути достатніми для формування Всесвіту таким, яким ми його знаємо», — підкреслює Хіменес.
Шлях до перевірки
Теорія пропонує елегантне рішення, що усуває залежність від гіпотетичного інфлятону як рушія інфляції та структуроутворення.
Проте для підтвердження ідеї знадобляться подальші теоретичні розрахунки та аналіз даних спостережень, особливо загадкових ранніх галактик. Дослідження опубліковане в журналі Physical Review Research.
Раніше ми пояснювали, що таке теорія Великого вибуху.
За матеріалами Science Alert
