Эйнштейн заметил, что скорость света остается одинаковой в любой ситуации, а это означает, что пространство и время могут быть разными в разных ситуациях.Предположение о том, что скорость света постоянна и всегда была постоянной, лежит в основе многих теорий в физике, таких как общая теория относительности Эйнштейна. В частности, он играет роль в моделях того, что произошло в очень ранней Вселенной, через несколько секунд после Большого взрыва.
Но некоторые исследователи предположили, что скорость света могла быть намного выше в этой ранней Вселенной. Теперь один из создателей этой теории, профессор Жоао Магуэйо из Имперского колледжа Лондона, работая с доктором Ниайеш Афшорди из Института периметра в Канаде, сделал предсказание, которое можно использовать для проверки действительности теории.Структуры во Вселенной, например галактики, все сформировались в результате колебаний в ранней Вселенной — крошечные различия в плотности в определенных регионах. Запись этих ранних флуктуаций запечатлена на космическом микроволновом фоне — карте самого старого света во Вселенной — в форме «спектрального индекса».
Работая со своей теорией, согласно которой на флуктуации влияла переменная скорость света в ранней Вселенной, профессор Магуэйо и доктор Афшорди теперь использовали модель для точного определения спектрального индекса. Прогнозируемая цифра и модель, на которой она основана, опубликованы в журнале Physical Review D.Космологи в настоящее время получают все более точные показания этой цифры, так что это предсказание вскоре может быть проверено — либо подтвердив, либо исключив модель ранней Вселенной, созданную командой. Их цифра — очень точная 0,96478.
Это близко к текущей оценке значений космического микроволнового фона, которая составляет около 0,968 с некоторой погрешностью.Профессор Магуэйо сказал: «Теория, которую мы впервые предложили в конце 1990-х, сейчас достигла точки зрелости — она дала проверяемое предсказание.
Если наблюдения в ближайшем будущем действительно обнаружат, что это число является точным, это может привести к к модификации теории гравитации Эйнштейна."Идея о том, что скорость света может быть переменной, была радикальной, когда впервые была предложена, но с помощью численного прогноза физики могут фактически проверить ее. Если это правда, это будет означать, что законы природы не всегда были такими же, как они есть.
Cегодня."Возможность проверки теории переменной скорости света отличает ее от более распространенной конкурирующей теории: инфляции.
Инфляция говорит о том, что ранняя Вселенная пережила чрезвычайно быструю фазу расширения, намного быстрее, чем нынешняя скорость расширения Вселенной.Эти теории необходимы для преодоления того, что физики называют «проблемой горизонта». Вселенная в том виде, в каком мы ее видим сегодня, повсюду в целом одинакова, например, она имеет относительно однородную плотность.
Это могло быть правдой только в том случае, если бы все регионы Вселенной могли влиять друг на друга. Однако, если скорость света всегда была одинаковой, то прошло недостаточно времени, чтобы свет достиг края Вселенной и «сравнял» энергию.По аналогии, чтобы нагреть комнату равномерно, теплый воздух от радиаторов с обоих концов должен пройти через комнату и полностью перемешаться.
Проблема Вселенной в том, что «комната» — наблюдаемый размер Вселенной — кажется слишком большой, чтобы это произошло за время, прошедшее с момента ее образования.Теория переменной скорости света предполагает, что скорость света была намного выше в ранней Вселенной, что позволило соединить далекие края по мере расширения Вселенной. Тогда скорость света предсказуемым образом упала бы по мере изменения плотности Вселенной.
Эта изменчивость привела команду к опубликованному сегодня прогнозу.Альтернативной теорией является инфляция, которая пытается решить эту проблему, утверждая, что очень ранняя Вселенная выровнялась, будучи невероятно маленькой, а затем внезапно расширилась с уже запечатленной на ней однородностью.
Хотя это означает, что скорость света и другие известные нам законы физики сохраняются, для этого требуется изобретение «инфляционного поля» — набора условий, которые существовали только в то время.