Ученые нашли неожиданное решение проблемы космологической постоянной

Космологическая постоянная описывает энергию, которая ускоряет расширение Вселенной. И именно она является источником одной из главных проблем в современной физике.

Согласно квантовой теории поля, значение космологической постоянной должно быть практически бесконечным, но та величина, которую наблюдают ученые, составляет лишь крошечную долю от этого предсказания. Специалисты Университета Брауна предложили новое, довольно провокационное объяснение этого противоречия.

Ученые показали, что математика, лежащая в основе простейшей формулировки квантовой гравитации, поразительно похожа на математику квантового эффекта Холла — экзотического состояния материи, в котором электричество течет с необычайной точностью. В этом состоянии электрическая проводимость остается стабильной независимо от любых дефектов в проводящем материале благодаря топологии системы — математической «форме» квантового состояния.

«Мы показали, что если пространство-время имеет эту нетривиальную топологию, то такая топология решает проблему космологической постоянной, — говорит соавтор исследования, профессор физики в Университете Брауна Стефон Александер. — Все квантовые возмущения, которые должны были бы взорвать ее значение, становятся инертными благодаря этой топологии, которая сохраняет константу стабильной».

Космологическая постоянная впервые появилась как член уравнений, описывающих общую теорию относительности. Эйнштейн был вынужден ввести ее, чтобы сделать свою математическую вселенную стабильной. Она представляла собой отталкивающую силу, присутствующую в вакууме пространства, которая противодействовала силе гравитации и предотвращала коллапс Вселенной.