Группа физиков из Университета Ватерлоо и Института теоретической физики «Периметр» под руководством профессора Ниайеша Афшорди (Niayesh Afshordi) разработала теорию, которая объясняет ранние этапы эволюции Вселенной без добавления дополнительных компонентов к общей теории относительности.

Согласно новой модели, квадратичной квантовой гравитации, стремительное расширение Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва (инфляция) возникает естественным образом из фундаментальных законов гравитации. Это отличается от традиционных подходов, где инфляция объясняется добавлением новых полей или частиц.

Модель квадратичной гравитации остаётся математически согласованной даже при экстремально высоких энергиях, характерных для ранней Вселенной. Исследователи показали, что такая теория не только объясняет инфляцию, но и предсказывает минимальное количество первичных гравитационных волн — ряби в пространственно-временной ткани, возникшей в первые мгновения после Большого взрыва.

Самое примечательное, что эти гравитационные волны могут быть обнаружены в будущих экспериментах, что делает теорию проверяемой. «Несмотря на работу с невероятно высокими энергиями, наша модель приводит к чётким предсказаниям, которые уже можно проверить с помощью современных инструментов», — отметил Афшорди.

Работа появилась в важный момент для космологии, когда новые инструменты, такие как детекторы гравитационных волн и эксперименты с космическим микроволновым фоном, достигают беспрецедентной точности. Это позволяет проверять работы, которые ранее считались исключительно теоретическими.

Команда планирует уточнить предсказания модели для будущих экспериментов и изучить её связь с физикой частиц и другими загадками ранней Вселенной. Долгосрочная цель учёных — укрепить связь между квантовой гравитацией и наблюдательной космологией.