Новая теория космологии: геометрия Финслера объясняет ускоренное расширение Вселенной без тёмной энергии

Физики из Университета Бремена и Университета Трансильвании предложили новую космологическую модель, в которой ускорение расширения Вселенной возникает естественным образом — без тёмной энергии и без введения космологической постоянной.

Центральная идея работы — рассматривать Вселенную не как среду с однородной материей, а как «кинетический газ»: систему частиц, каждая из которых движется со своей скоростью и направлением. В стандартной космологии влияние таких частиц усредняется и описывается тензором энергии-импульса — вторым моментом распределения. Но авторы заметили, что это приближение скрывает целый класс эффектов, которые могут быть важны на больших масштабах.

Чтобы учесть их, они используют более общую математическую структуру — геометрию Финслера. В отличие от римановой геометрии, лежащей в основе Общей теории относительности, финслерова метрика зависит не только от координат, но и от скоростей частиц. Это позволяет напрямую учитывать статистическое распределение движений и их влияние на гравитацию, без усреднения.

Такое расширение приводит к новому уравнению, которое авторы называют уравнением Финслера–Фридмана. Оно аналогично классическим уравнениям Фридмана, описывающим эволюцию Вселенной, но дополнено параметрами, связанными с геометрией скоростей. В рамках этой теории даже «вакуумное» решение (при отсутствии обычной материи и излучения) даёт экспоненциальное расширение Вселенной.

Особенность подхода в том, что никакая «тёмная энергия» или космологическая постоянная здесь не нужны. Ускоренное расширение получается из свойств самой геометрии и движения частиц. При этом в пределе малых скоростей и слабых полей модель точно воспроизводит стандартную метрику Фридмана–Леметра–Робертсона–Уокера (FLRW), что делает её совместимой с привычными наблюдениями.

Авторы подчёркивают, что их модель теоретическая, для проверки потребуется сопоставить предсказания с реальными космологическими данными — например, наблюдениями «стандартными свечами» сверхновых типа Ia и космического микроволнового фона. Если результаты подтвердятся, то это может радикально изменить понимание ускоренного расширения: то, что сейчас приписывают тёмной энергии, может оказаться следствием более глубокой геометрии пространства-времени.

 Источник: arXiv