Вселенная разогревается на вихрях экспресс
Ранняя Вселенная напоминает туго сжатую пружину. В первые мгновения она расширялась с невообразимой скоростью — этот этап называют инфляцией. Обычно считают, что её вызвало особое поле, но есть и другая идея: пространство-время само закручивается, как пружина, и это кручение (в физике — торсион) становится двигателем расширения.
Когда инфляция заканчивается, энергия кручения должна перейти в обычные частицы — так Вселенная разогревается. Но как именно? Авторы работы рассчитали, что инфлатон (частица кручения) почти не рождает пары фермионов напрямую. Зато через квантовые эффекты-аномалии он активно создаёт калибровочные бозоны и тройки частиц с участием хиггсовского бозона. Этот процесс похож на то, как сжатая пружина, распрямляясь, задевает соседние детали и передаёт им энергию.
Такой необычный распад даёт естественный нижний предел температуры разогрева Вселенной. Это важно: если температура слишком низкая, не смогут зажечься первые звёзды. Расчёты показывают, что кручение пространства-времени оставляет заметный след в ранней Вселенной — и этот след можно искать в данных наблюдений.
Пружина распрямилась, передав энергию частицам. Вселенная стала горячей — и начала остывать, формируя галактики и звёзды. Кручение, запустившее инфляцию, исчезло, но его последствия до сих пор видны в реликтовом излучении.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2607.29618v1
In gravity theories with torsion, inflation can be driven by the dynamical torsion. Since it naturally has a derivative coupling to the axial current consisting of Standard Model particles, the reheating dynamics should be much different from conventional inflation models like Starobinsky inflation. We calculate the inflaton decay rate in detail and find that, although the 2 body decay into the fermion pair is vanishing in the massless fermion limit, the anomaly-induced 2 body decay into the gauge bosons and 3 body decay involving the Higgs boson are non-vanishing and they give sizable contributions to the total decay width of the inflaton. This gives a natural lower bound on the reheating temperature in the inflation model with dynamical torsion.
Кручение пространства-времени предсказывается расширениями общей теории относительности и может объяснить, почему Вселенная расширяется ускоренно — без привлечения тёмной энергии.
В романе «Контакт» Карла Сагана путешествия через кротовые норы требуют экзотической материи с отрицательной энергией — и кручение пространства-времени могло бы стать её источником.