«Мы не являемся свидетелями зарождения всего из ничего, а, скорее, продолжения космического цикла», — заявил профессор Энрике Газтанага.
Группа физиков предложила новую космологическую модель, получившую название «вселенная — чёрная дыра», которая предполагает, что наша Вселенная возникла не с Большого взрыва.
Долгое время считалось, что Вселенная статична — потенциально бесконечное пространство, которое не расширяется и не сжимается. Но в 1920-х годах астроном Эдвин Хаббл начал измерять красное смещение (степень смещения света к красному концу спектра) и заметил, что оно зависит от скорости удаления от нас далёкого объекта, причём более далёкие галактики, казалось, удалялись быстрее.
После множества тщательных наблюдений за красным смещением галактик, которые, казалось, указывали на расширение Вселенной, физики попытались объяснить это, проследив историю Вселенной в обратном направлении, когда материя была сжата плотнее. Результатом, подкреплённым открытием реликтового излучения (Cosmic Microwave Background, CMB), которое считается слабым «послесвечением» первого света во Вселенной, стала модель Большого взрыва. В этой модели Вселенная некогда была сжата в сингулярность, прежде чем расшириться до Вселенной, которую мы знаем и любим сегодня.
С тех пор мы далеко продвинулись в изучении зарождения Вселенной, а также в понимании её расширения. Но у этой модели есть проблемы, которые, по мнению некоторых физиков, указывают на неверность инфляционной модели/модели Большого взрыва.
«Во-первых, модель Большого взрыва начинается с сингулярности — точки с бесконечной плотностью, где законы физики перестают действовать», — пишет Энрике Газтанага, профессор Института космологии и гравитации Портсмутского университета и ведущий автор новой статьи, в своей колонке для The Conversation. «Это не просто технический сбой, а глубокая теоретическая проблема, которая говорит о том, что мы на самом деле совсем не понимаем, с чего всё началось».
Хотя модель тёмной энергии/холодной тёмной материи остаётся нашим лучшим представлением о Вселенной, Газтанага не удовлетворён идеей космической инфляции и тёмной энергии, называя их «загадочными» компонентами, которые мы никогда не наблюдали напрямую. В новой статье команда применила иной подход, попытавшись ответить на вопрос, что происходит, когда сверхплотная область материи коллапсирует под действием гравитации.
Это, как вы могли заметить, хорошо изученная тема, но команда считает, что их исследование дало новые результаты. Всё основывается на принципе запрета Паули, иногда называемом «квантовым принципом запрета», который гласит, что никакие два идентичных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии внутри системы. Изучая, что происходит при коллапсе материи под действием гравитации, они считают, что нашли решение, при котором гравитационный коллапс заканчивается не сингулярностью, а отскоком.
«Мы показываем, что это правило не позволяет частицам в коллапсирующей материи сжиматься до бесконечности. В результате коллапс останавливается и обращается вспять. Отскок не просто возможен — он неизбежен при определённых условиях», — пишет Газтанага, добавляя, что этот отскок происходит полностью в рамках общей теории относительности, без каких-либо дополнительных полей или другой «спекулятивной» физики.
«То, что возникает по другую сторону отскока, — это вселенная, поразительно похожая на нашу. Что ещё более удивительно, отскок естественным образом создаёт две отдельные фазы ускоренного расширения — инфляцию и тёмную энергию, — вызванные не гипотетическими полями, а самой физикой отскока», — добавляет он.
Подобные новые модели Вселенной появляются довольно часто. Но команда считает, что сильная сторона этой модели заключается в её проверяемости.
«Решающим доказательством нашего сценария с отскоком является наличие как небольшой пространственной кривизны, так и малого члена [космологической постоянной]», — пишет команда в своей статье. «И если последняя уже измерена с высокой точностью, то первая остаётся проверяемым предсказанием для будущих космологических обзоров».
Модель предсказывает, что пространство не является плоским, а имеет небольшую положительную кривизну, то есть такое, где параллельные линии в конечном итоге сойдутся, подобно тому, как поверхность Земли кажется плоской, но на больших масштабах слегка искривлена. Команда считает, что это можно будет проверить в ходе будущих космических миссий, таких как миссия «Арракис» Европейского космического агентства.
Если это окажется правдой — и чтобы модель приняли, ей придётся объяснить множество других явлений лучше, чем это делают существующие модели, — это может оказать глубокое влияние на наши представления о Вселенной.
«В рамках этой концепции вся наша наблюдаемая Вселенная находится внутри чёрной дыры, сформировавшейся в некой большей, „родительской“ вселенной», — заключает Газтанага.
«Мы не являемся чем-то особенным — не более, чем Земля в геоцентрической картине мира, которая привела к тому, что Галилей (астроном, предположивший в XVI-XVII веках, что Земля вращается вокруг Солнца) был помещён под домашний арест. Мы не являемся свидетелями рождения всего из ничего, а, скорее, продолжения космического цикла, сформированного гравитацией, квантовой механикой и глубокими взаимосвязями между ними».
Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.
Читайте также: Загадочный “Темный Большой взрыв” может объяснить происхождение темной материи
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.