Тёмная энергия — одно из самых загадочных понятий современной физики и космологии. Это гипотетическая форма энергии, равномерно распределённая по всему пространству и оказывающая отталкивающее воздействие, противоположное гравитации. Именно с её существованием связывают наблюдаемое ускорение расширения Вселенной, впервые зафиксированное в конце XX века при изучении сверхновых типа Ia.
") и [квантовая](https://hanga.su/glossary/quantum "Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") гравитация — могут оказаться разными проявлениями одного фундаментального свойства Вселенной. Физик Саввас Кушиаппас из Университета Брауна предложил модель, в которой ускоренное расширение космоса возникает не из-за неизвестного поля или новой частицы. Причиной может быть квантовая неопределенность, заложенная непосредственно в геометрии пространства-[времени](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
"). Проблема квантовой гравитации существует почти столетие. Общая [теория](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") относительности Эйнштейна чрезвычайно точно описывает гравитацию, движение планет, черные дыры и эволюцию Вселенной. Квантовая механика не менее успешно объясняет [поведение](https://hanga.su/glossary/behavior "Поведение – это способ, с помощью которого живые организмы адаптируются к окружающей среде, взаимодействуют друг с другом и реагируют на внешние стимулы. От элементарных движений клеток до сложных социальных структур у животных – каждый аспект поведения раскрывает удивительные механизмы выживания и адаптации.
") атомов и элементарных частиц. Но математические принципы этих двух теорий плохо сочетаются в экстремальных условиях, где одновременно становятся важны и сильная гравитация, и [квантовые эффекты](https://hanga.su/glossary/quantum-effect "Квантовый эффект — фундаментальное явление, возникающее в мире микрочастиц, где привычные законы классической физики перестают работать. В этой области материя и энергия ведут себя как волны и частицы одновременно, а исход событий определяется не детерминированно, а вероятностно. Квантовые эффекты лежат в основе множества физических процессов — от поведения атомов и электронов до работы лазеров, полупроводников и квантовых компьютеров.
"). Особенно остро противоречие проявляется при попытках описать центр черной дыры или первые мгновения существования Вселенной. Уравнения общей [теории](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") относительности приводят там к [сингулярности](https://hanga.su/glossary/singularity "Сингулярность — это загадочное явление, где законы физики, как мы их знаем, перестают действовать. Этот термин чаще всего используется для описания экстремальных условий внутри черных дыр, где плотность материи и кривизна пространства-времени становятся бесконечными. Сингулярность является ключевой концепцией в общей теории относительности Эйнштейна, но также представляет собой вызов для современной физики, поскольку ее невозможно полностью объяснить без учета квантовой механики.
") — состоянию с формально бесконечной плотностью, где привычное описание пространства и времени перестает работать. Физики предполагают, что полноценная теория квантовой гравитации должна устранить эту проблему. Другая загадка появилась в конце XX века, когда астрономические наблюдения показали, что расширение Вселенной ускоряется. Для объяснения эффекта было введено понятие темной [энергии](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
"). В стандартной космологической модели ΛCDM она связана с космологической постоянной и составляет большую часть энергетического содержания современной Вселенной. При этом ее фундаментальная [природа](https://hanga.su/glossary/nature "Природа — это удивительная совокупность экосистем, живых организмов и природных явлений, которые формируют наш мир. Каждый элемент природы, от мельчайших микробов до величественных гор и океанов, играет важную роль в поддержании жизни на планете.
") остается неизвестной. Новая работа предлагает связать обе проблемы через принцип неопределенности. В квантовой механике существуют пары физических величин, которые невозможно одновременно определить с произвольной точностью. Кушиаппас рассматривает возможность распространения подобного принципа на космологический масштаб: размер Вселенной и скорость изменения этого размера могут обладать фундаментальной квантовой неопределенностью. На первый взгляд квантовые эффекты должны быть ничтожными для объекта размером со Вселенную. Однако математическая модель показывает, что даже небольшой [квантовый](https://hanga.su/glossary/quant "Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") вклад способен изменить уравнения Фридмана, описывающие космическое расширение. При определенных условиях дополнительный член начинает действовать так, словно существует темная [энергия](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
"), заставляющая расширение пространства ускоряться. Если этот подход окажется верным, темная энергия перестанет быть отдельной загадочной субстанцией. Не понадобится искать неизвестную частицу или вводить дополнительное поле, заполняющее космос. Наблюдаемое ускорение станет макроскопическим проявлением квантовых свойств самой геометрии пространства-времени — своеобразным следом квантовой гравитации, растянутым до масштабов всей Вселенной. У модели есть еще одно необычное следствие. Те же квантовые поправки потенциально позволяют избавиться от сингулярности Большого взрыва. Вместо возникновения пространства из состояния бесконечной плотности ранняя [Вселенная](https://hanga.su/glossary/universe "Вселенная — это бескрайнее пространство, охватывающее всё существующее: от мельчайших частиц до огромных галактик и звёздных систем. Её возраст оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, начиная с момента Большого взрыва. На протяжении всего этого времени Вселенная расширялась и эволюционировала, формируя сложные структуры, такие как звёзды, планеты и туманности.
") могла пройти через космологический отскок: период сжатия достиг минимального размера, после чего сменился расширением. Подобная возможность принципиально меняет вопрос о начале Вселенной. Большой взрыв тогда становится не абсолютным началом пространства и времени, а переходом между двумя состояниями космоса. Идеи космологического отскока существуют и в других моделях квантовой гравитации, однако новый подход интересен тем, что связывает физику ранней Вселенной с наблюдаемым сегодня ускоренным расширением. Пока это теоретическая гипотеза, а не установленный механизм. Математическая согласованность модели еще не означает, что именно так устроена природа. Теория должна воспроизводить существующие космологические наблюдения и одновременно давать отличительные предсказания, которые позволят отделить ее от стандартной модели с космологической постоянной. Такая проверка может стать возможной благодаря новому поколению астрономических обзоров. DESI изучает распределение миллионов [галактик](https://hanga.su/glossary/galaxy "Галактика — это крупная гравитационно связанная система, состоящая из звёзд, межзвёздного газа, пыли, тёмной материи и звездных скоплений. Все компоненты галактики удерживаются общей гравитацией, формируя сложную динамическую структуру. В зависимости от формы и характеристик выделяют несколько основных типов галактик: спиральные, эллиптические и неправильные. Каждая из них имеет свою историю формирования и эволюции, связанную с процессами звездообразования, столкновениями и взаимодействиями с соседними галактическими системами.
") и квазаров, космический телескоп Euclid исследует геометрию темной Вселенной, а обсерватория Веры Рубин должна создать чрезвычайно подробную динамическую карту неба. Чем точнее ученые восстановят историю расширения космоса, тем легче будет обнаружить небольшие отклонения от стандартной модели. Квантовая гравитация, темная энергия, принцип неопределенности, уравнения Фридмана, космологический отскок, DESI, Euclid и обсерватория Веры Рубин оказываются в этой гипотезе частями одной задачи. Если предсказанные отклонения действительно обнаружатся, наблюдения за огромными структурами космоса неожиданно могут дать [информацию](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
") о квантовых свойствах пространства на фундаментальном уровне. Главная привлекательность новой идеи заключается в попытке объяснить две неизвестные величины одной физической причиной. Но именно поэтому требования к ее проверке особенно высоки. Если модель выдержит будущие наблюдательные тесты, темная энергия может оказаться не дополнительным компонентом Вселенной, а видимым на космологических масштабах проявлением квантовой природы самого пространства-времени. **Ссылка:** «Космологическое соотношение неопределенности и ускорение на поздних стадиях Вселенной» [ DOI: 10.1103/zgnd-h2xv.](https://dx.doi.org/10.1103/zgnd-h2xv "DOI: 10.1103/zgnd-h2xv") - [ Нанотехнологии ](https://hanga.su/nanotechnology) - [ Исследования ](https://hanga.su/research) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - [ Астрофизика ](https://hanga.su/astrophysics) - Понравилось: 23 - Похожие материалы: [LISA: перехват гравитационных волн в космосе и тайны темной Вселенной](https://hanga.su/904,2025) | [Астрономы обнаружили гигантскую гравитационную волну, проходящую через диск Млечного Пути](https://hanga.su/1405,2025) | [Гравитационная постоянная G снова под вопросом: почему физики не могут договориться](https://hanga.su/1644,2026) | [Гравитационные волны и связь будущего: возможно ли создание межзвездных коммуникаций?](https://hanga.su/635,2025) | [Гравитация против квантов: как Земля может изменить фундаментальные принципы квантовой теории](https://hanga.su/1118,2025) | [Квантовая гравитация без свободных параметров: новое исследование подтверждает давнюю идею Эйнштейна](https://hanga.su/2130,2026) Загрузка следующей статьи...