1998 metais Joao Magueijo iš ICL universiteto, spręsdamas kosmologų vadinamą horizonto problemą, iškėlė idėją, kad šviesos greitis gali kisti.
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. 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 Jungtinėje Karalystėje.
Todėl taip svarbu tirti tokias alternatyvas, kaip kintantis šviesos greitis, priduria jis.
Johnas Webbas iš Naujojo Pietų Velso universiteto Sidnėjuje (Australija), daug metų nagrinėjo kintančių konstantų idėją, ir Magueijo bei Afshordi prognozė jam padarė „stiprų įspūdį“. „Patikrinama 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 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.
