왜 우주가 가속화되는 속도로 확장되어 그 내용을 더 넓은 차원의 공간에 퍼지게 하는가? 현대 우주론에서 가장 흥미로운 질문 인이 퍼즐에 대한 독창적 인 해결책은 미국 에너지 부의 페르미 국립 가속기 연구소 (Federal National Accelerator Laboratory)의 에드워드 울프 (Edward W. Kolb)의 이론 물리학 자 4 명에 의해 제기되었다. 파도바; 몬트리올 대학 (캐나다)의 Alessio Notari; 및 파도바 (이탈리아)의 INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)의 Antonio Riotto. 그들의 연구는 어제 Physical Review Letters 저널에 제출되었습니다.
지난 백년 동안 우주의 확장은 열정적 인 토론의 주제였으며 세기의 가장 화려한 마음을 사로 잡았습니다. 알베르트 아인슈타인은 그의 동시대 사람들처럼 우주가 정체되어 있다고 생각했다. 자신의 일반 상대성 이론이 우주가 팽창하거나 수축해야한다는 것을 분명히 알았을 때, 아인슈타인은 그의 이론에 새로운 성분을 도입하기로 결정했습니다. 그의“우주적 상수”는 우주의 질량 밀도를 나타내어 우주를 계속 증가하는 속도로 확장시켰다.
1929 년 에드윈 허블 (Edwin Hubble)이 우주가 실제로 팽창하고 있음을 증명했을 때, 아인슈타인은 자신의 우주적 상수를 부인하여“내 인생의 가장 큰 실수”라고 불렀습니다. 그 후 거의 1 세기 후에 물리학 자들은 암흑 에너지라는 변형에서 우주 상수를 부활 시켰습니다. 1998 년에, 매우 먼 초신성의 관찰은 우주가 가속하는 속도로 팽창하고 있음을 보여주었습니다. 이 가속화 된 확장은 우주의 전체 질량의 약 70 %를 나타내는“암흑 에너지”라는 우주의 새로운 구성 요소가 존재하는 경우에만 설명 할 수있는 것처럼 보였다. 나머지 중 약 25 %가 또 다른 신비한 구성 요소 인 암흑 물질의 형태 인 것으로 보입니다. 약 5 %만이 보통의 물질을 포함하지만, 우리와 은하가 만들어지는 쿼크, 양성자, 중성자 및 전자.
파도바의 안토니오 리 토토 (Antonio Riotto)는“암흑 에너지의 가설은 매우 매혹적이다. 초대칭이나 끈 이론과 같은 가장 현대적인 이론조차도 이론적 모델은 우리의 관찰에 필요한 양의 신비한 암흑 에너지의 존재를 설명 할 수 없습니다. 만약 암흑 에너지가 이론들이 예측 한 크기라면, 우주는 우리가 우주에서 우리가 알고있는 모든 것의 존재를 막을 수있는 환상적인 속도로 팽창했을 것입니다.”
필요한 양의 암흑 에너지는 알려진 자연 법칙과 조화를 이루기가 너무 어렵 기 때문에 물리학 자들은 새로운 힘, 새로운 차원의 시공간, 새로운 초경량 소립자를 포함한 모든 종류의 이국적인 설명을 제안했습니다. 그러나 새로운 보고서는 우주를위한 새로운 성분을 제안하지 않으며, 현재 우주의 가속이 초기 우주의 표준 우주론 모델 인플레이션의 결과라는 것을 깨달았다.
Riotto는“가속화 우주에 의해 제기 된 역설에 대한 우리의 해결책은 1981 년에 태어난 이른바 인플레이션 이론에 의존한다.이 이론에 따르면,이 이론에 따르면, 빅뱅 이후 1 초 만에 우주는 엄청나게 빠른 확장. 이것은 왜 우리 우주가 매우 동질적인 것처럼 보이는지 설명합니다. 최근 빅뱅에서 비롯된 배경 방사선의 작은 변동을 측정 한 부메랑 및 WMAP 실험은 인플레이션 이론을 확인했습니다.
아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측 된 바와 같이, 우주 역사 초기의 인플레이션 확장 동안, 시공간에서 매우 작은 파문이 생성되었다고 널리 알려져 있습니다. 이 잔물결은 우주의 팽창에 의해 뻗어 나갔으며 오늘날 우주의 지평선 너머로, 즉 관측 가능한 우주보다 훨씬 큰 지역 인 약 150 억 광년의 거리에 걸쳐 있습니다. 현재 논문에서, 저자들은 우주의 관측 된 팽창을 증가시키고 그것의 가속을 설명하는 것은 우주의 잔물결의 진화라고 제안한다.
Riotto는“인플레이션 시대에 생성 된 시공간의 파문 인이 새로운 핵심 요소를 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 추가하여 오늘날 우주가 왜 가속화되고 있는지 설명 할 수 있다는 것을 깨달았습니다. “가속 퍼즐에 대한 해결책은 우주의 우주 너머에있는 우주와 관련이있는 것 같습니다. 신비한 암흑 에너지가 필요하지 않습니다.”
Fermilab의 Kolb는 저자의 제안을 가속 우주에 대한 가장 보수적 인 설명이라고 불렀습니다. "그것은 우리의 우주적 지평을 넘어 잔물결의 물리적 영향에 대한 적절한 설명 만 요구한다"고 그는 말했다.
다가오는 실험의 데이터는 우주 론자들이 제안서를 테스트 할 수있게 해줄 것이다. Kolb는“아인슈타인이 우주 론적 상수를 처음 도입했을 때 옳았는지 또는 나중에 아이디어를 반박했을 때 옳았는지 여부는 새로운 정밀한 우주 론적 관찰에 의해 곧 테스트 될 것입니다. "새로운 데이터는 곧 우주의 빠른 확장에 대한 설명과 암흑 에너지 솔루션을 구별 할 수있게 해줄 것입니다."
이탈리아의 국가 핵 물리 연구소 인 INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)은 원자핵, 핵 및 우주 입자 물리학에 대한 과학적 연구를 지원, 조정 및 수행하며 관련 기술 개발에 참여하고 있습니다.
미국 일리노이 주 바타 비아에있는 Fermilab은 University of Science 's Office of Sciences의 University Research Research, Inc.에서 운영하며, 입자 물리학 및 우주학에 대한 고급 연구에 자금을 지원합니다.
원본 출처 : Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
