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.
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.