Физики Казанского федерального университета (КФУ) предложили новые подходы к изучению темной энергии — одного из самых загадочных компонентов Вселенной. Используя расширенные модели гравитации с неминимальной кинетической связью (НКС) и однородным магнитным полем, ученые нашли точные космологические решения, которые описывают ранние стадии эволюции Вселенной. Результаты опубликованы в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Исследование провели специалисты Института физики КФУ Руслан Мухарлямов и Шехабалдин Башир совместно с Татьяной Панкратьевой из Казанского государственного энергетического университета. Они проанализировали модель анизотропного пространства-времени Бианки-I с учетом глобального магнитного поля и НКС — подхода, в котором скалярное поле напрямую связано с кривизной пространства.
Такая модель позволяет точнее описывать динамику ранней Вселенной — периода, предшествующего инфляции и первичному нуклеосинтезу (примерно от 10^(-43) до 10^(-37) секунды). Особое внимание ученые уделили процессу изотропизации — переходу от возможного начального анизотропного состояния к наблюдаемому сегодня изотропному виду Вселенной. Согласно авторам, наблюдательные данные реликтового излучения могут свидетельствовать о том, что на самых ранних этапах существовала выраженная анизотропия.
В рамках исследования удалось выяснить, что включение неминимальной кинетической связи изменяет поведение магнитного поля: его плотность энергии не уходит в сингулярность при начальных условиях. Это делает модель более физически реалистичной и устойчивой. Кроме того, найдено решение, в котором наблюдается ускоренное расширение, быстрое сглаживание анизотропии и отсутствие полевых нестабильностей — важное требование для соответствия данным современной космологии.
По словам Руслана Мухарлямова, такие модели помогают лучше понять, как взаимодействуют гравитационное, скалярное и магнитное поля и какую роль они могут играть в формировании темной энергии и ускоренном расширении Вселенной. Исследование также подтверждает гипотезу о возможном происхождении крупномасштабного магнитного поля еще до инфляции.
Работа открывает новые возможности для интерпретации наблюдательных данных, связанных с «темным сектором» — то есть с темной материей и темной энергией, которые составляют более 95% массы-энергии Вселенной, но пока остаются практически неуловимыми для прямого наблюдения.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: КФУ
