Выпечка хлеба начинается с почти однородного теста, в котором уже прячутся крошечные пузырьки газа. Дальше они растут, и от скорости их роста зависит будущая структура мякиша. В космологии роль таких пузырьков играют зародыши галактик — едва заметные уплотнения в горячем «супе» ранней Вселенной. Их распределение запечатлено в реликтовом излучении (слабом свечении, оставшемся после Большого взрыва).
Телескоп ACT, установленный высоко в чилийской пустыне Атакама, недавно измерил это излучение с невиданной ранее точностью. Результат удивил: похоже, неоднородности нарастали не равномерно, а с ускорением — словно пузырьки в тесте вдруг начали раздуваться всё быстрее. Астрофизики называют это «положительным бегом спектрального индекса». Суть проста: скорость роста неоднородностей со временем увеличивалась.
Авторы новой работы проверили, какие инфляционные модели способны дать такой ускоренный рост. Простейшие варианты — с одним скалярным полем или с модифицированной гравитацией типа $F(R)$ — с этим не справляются. Они предсказывают почти постоянную скорость роста, что согласуется с более ранними данными спутника «Планк», но расходится с намёками от ACT. Зато более изощрённые сценарии — например, с несколькими полями или с добавлением слагаемого Гаусса-Бонне в уравнения гравитации — легко дают нужное ускорение. При этом они не противоречат другим наблюдениям, в частности, регистрации гравитационных волн от слияния нейтронных звёзд (событие GW170817). Оно наложило жёсткие ограничения на теории гравитации.
Так космический «рецепт» усложняется. Возможно, ранняя Вселенная была не такой простой, как казалось ещё пару лет назад. Для её описания потребуются более богатые ингредиенты — дополнительные поля или квантовые поправки к эйнштейновской гравитации.
Телескоп ACT (Atacama Cosmology Telescope) находится на высоте 5190 метров в Андах — это одно из самых высокогорных мест для астрономических наблюдений, где исключительно сухой воздух почти не искажает сигнал.
В романе Грега Игана «Лестница Шильда» законы физики в разных областях пространства могут меняться — как и инфляционные модели, где «правила игры» зависят от дополнительных полей.