Как на самом деле возникла вселенная
Перейти к содержимому

Как на самом деле возникла вселенная

  • автор:

Что было до Большого взрыва?

Согласно общепринятой теории Большого взрыва, Вселенная возникла из бесконечно плотного крошечного шара материи. Этот вселенский взрыв породил первые элементарные частицы, которые затем сформировали звезды и галактики. Но новые исследования в области теоретической физики недавно открыли возможное окно в очень раннюю Вселенную. По мнению теоретиков, она может быть не такой и «ранней».

Universe

Свежая гипотеза предполагает, что наша Вселенная находится на одной из итераций цикла «взрыв-отскок», который продолжается вечность. А возможно, это лишь первый ее цикл. Конечно, прежде чем физики решат отказаться от теории Большого взрыва в пользу цикла «взрыв-отскок», эти теоретические предсказания должны выдержать проверку наблюдательных тестов.

Отсутствующая часть головоломки

У ученых есть действительно хорошая картина очень ранней Вселенной, которую мы знаем как теорию Большого взрыва. В этой модели давным-давно Вселенная была намного меньше, намного горячее и намного плотнее, чем сегодня. В тот ранний период 13,8 млрд лет назад все элементы, которые делают нас такими, какие мы есть, сформировались примерно за несколько первых минут жизни Вселенной. И все это родилось из компактного шарика бесконечной плотности, размером с персик, и температурой более квадриллиона градусов.

Эволюция Вселенной

Удивительно, но эта фантастическая история подтверждает все современные наблюдения. Астрономы сделали все, от наблюдения за остаточным электромагнитным излучением молодой Вселенной до измерения распространенности легчайших элементов. И обнаружили, что все они совпадают с предсказаниями Большого взрыва. Насколько мы можем судить, это точный портрет нашей ранней Вселенной. Но картина Большого взрыва неполная — отсутствует часть головоломки. И эта часть — самые ранние моменты самой Вселенной. Это довольно большой кусок.

Недостаток современной физики для познания Вселенной

Проблема в том, что физика, которую мы используем для понимания ранней Вселенной, это удивительно сложная мешанина из общей теории относительности и физики частиц высоких энергии. Но она может привести нас только до определенного предела, прежде чем рухнет. По мере того как мы пытаемся погружаться все глубже и глубже в первые мгновения нашего космоса, математика становится все сложнее и сложнее. Если попытаться ее решить, она становится все труднее, вплоть до того момента, когда просто… прекращается.

Главный признак того, что нам еще предстоит исследовать, — это наличие «сингулярности». Это точка бесконечной плотности в начале Большого взрыва. Если принять это за чистую монету, это говорит нам о том, что в какой-то момент Вселенная была втиснута в бесконечно маленькую, бесконечно плотную точку. Это очевидно абсурдно. На самом деле все говорит нам о том, что для решения этой проблемы нам нужна новая физика — наш текущий набор инструментов для познания Вселенной просто недостаточно хорош.

Чтобы спасти положение, нам нужна новая физика. Нечто, способное справиться с гравитацией и другими силами вместе взятыми при сверхвысоких энергиях. И это именно то, на что претендует теория струн — физическая модель, способная справиться с гравитацией и другими силами, вместе взятыми при сверхвысоких энергиях. Именно эта теория способна объяснить самые ранние моменты Вселенной.

Что такое экпиротический сценарий?

Одним из самых ранних понятий теории струн является «экпиротическая Вселенная», происходящая от греческого слова «пожар» или «огонь». В этом сценарии то, что мы знаем как Большой взрыв, было вызвано чем-то еще, что произошло до него — Большой взрыв был не началом, а частью более масштабного процесса.

Расширение экпиротической сценария привело к теории, опять же мотивированной теорией струн, называемой «циклической космологией». Удивительно, но идее о постоянно повторяющейся Вселенной тысячи лет, и она предшествует современной физике. Но теория струн дала этой идее твердое математическое обоснование. Циклическая Вселенная движется именно так, как вы можете себе представить: постоянно «прыгает» между Большими взрывами и Большими схлопываниями. Вероятно, это происходит вечно и одинаково, как в прошлом, так и в будущем.

Что было до Большого взрыва?

Ранние версии циклической модели с трудом совпадали с наблюдениями. Главным препятствием было согласование с нашими наблюдениями космического микроволнового фона — ископаемого света, оставшегося с того времени, когда Вселенной было всего 380 тысяч лет. Ученым было трудно описать физику зарождающегося космоса — картина просто рушилась.

Реликтовое излучение

Однако экпиротический факел продолжал гореть на протяжении многих лет. Статья, опубликованная в марте 2020 года, исследовала недостатки математики и раскрыла некоторые ранее упущенные возможности. Два физика из Университета Макгилла в Канаде и авторы исследования, Роберт Бранденбергер и Зивей Ванг, обнаружили, что момент «отскока», когда наша Вселенная сжимается до невероятно маленькой точки и возвращается в состояние Большого взрыва, можно описать математически так, чтобы получить правильный результат, проверенный наблюдением.

Таким образом, идея того, что до Большого взрыва был Большой «отскок», ставший результатом распада некоей «предыдущей» Вселенной, вполне имеет место быть. Но чтобы полностью проверить эту модель, нам придется дождаться нового поколения космологических экспериментов.

Напомним, что ранее мы объясняли, что такое световой год.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Popular:

  1. Видео дня: экскурсия над Венерой
  2. Hubble помог определить орбиту необычной экзопланеты
  3. Что такое теория Большого взрыва?
  4. «Планета» SPECULOOS
  5. Правота Эйнштейна: пульсары бросили вызов общей теории относительности

Вселенная существовала и до Большого взрыва. У нас есть подтверждение

Это только часть паззла

В течение многих десятилетий ученые описывали начало нашей Вселенной, смешивая горячий Большой взрыв с сингулярностью. Мол, «Большой взрыв» был моментом рождения пространства и времени. Однако в начале 1980-х годов появилась новая теория, называемая космической инфляцией. Она предположила, что до горячего Большого взрыва Вселенная всё-таки существовала и вела себя совсем по-другому. В 2018 году у нас наконец появились очень веские доказательства того, что Большой взрыв не был моментом начала всего, как мы считали ранее.

Большой взрыв и точка сингулярности

Наши представления о Большом взрыве как о теоретическом «старте Вселенной» насчитывают почти 100 лет. В 1924 году Эдвард Хаббл измерил расстояние до ближайших спиральных туманностей и вдруг неожиданно для себя обнаружил, что это на самом деле галактики и они удаляются от нас и друг от друга. До этого почти все были уверены, что Вселенная сжимается — следуя теориям Эйнштейна и учитывая наличие сил гравитации.

В 1931 году Жорж Леметр предположил, что если учесть очевидное расширение Вселенной и спроецировать его назад во времени, то это означает, что чем дальше в прошлое, тем меньше была Вселенная. Тогда, возможно, был какой-то момент, когда вся масса Вселенной была сосредоточена в одной точке, в «первобытном атоме», где и возникла современная ткань времени и пространства.

В то время это была просто философская теория. Мол, если сегодня Вселенная расширяется и остывает, значит, раньше она была меньше, плотнее и горячее. Но в 1968 и 1970 годах группа ученых, включая Стивена Хокинга, опубликовала статьи, показывающие, что математическая сингулярность является неизбежным начальным условием для релятивистских моделей Большого взрыва. То есть, чтобы формулы работали, нужно принять, что вся материя и энергия Вселенной когда-то были сконцентрированы в одной точке.

Поскольку достаточно мощной технологии (телескопов и коллайдеров) для проверки всех теорий тогда у нас не было, эти математические модели стали лучшим объяснением принципов появления нашей Вселенной. Люди тогда даже не думали, что можно получить информацию напрямую из источника. В конце концов, большая часть наших знаний о черных дырах тоже извлечена напрямую из формул математики.

В результате несколько десятилетий эти два представления о Большом взрыве — как о горячем плотном состоянии, описывающем раннюю Вселенную, и о начальной точке сингулярности — были неразделимы. Это была одна вещь.

Но постепенно ученые приходят к тому, что Вселенная какое-то время существовала и до общеизвестного «горячего» Большого взрыва. Ему предшествовало другое, инфляционное состояние. То есть то, что было до Большого взрыва, тоже расширялось и даже, может быть, имело свою прото-энергию.

Всё это происходило больше 13,8 млрд лет назад, и казалось бы, такие нюансы должны быть потеряны для нас навсегда. Но на самом деле при нынешнем уровне технологий это можно проверить. Различия между Вселенной, начавшейся с горячего Большого взрыва, и Вселенной, в которой сначала шла инфляционная фаза, предшествовавшая Большому взрыву и создавшая его, почти неуловимы, но они существуют.

Традиционная картинка «горячего» Большого взрыва

В чём вообще разница между двумя моделями? Ну, как минимум мы понимаем, что при «горячем» Большом взрыве, который мы экстраполировали бы вплоть до сингулярности, Вселенная достигла бы максимально возможных температур и энергий. Такой этап существования нашей Вселенной называют «Планковской эпохой», которая длилась бы 10−43 секунд. В таком случае размер Вселенной составлял бы меньше 10−35 м («Планковский радиус»), она имела бы температуру примерно 1032 К («Планковская температура») и плотность около 1093 г/см³ («Планковская плотность»). Более плотным и более горячим не может быть ничего — это была бы уже другая Вселенная, с другими законами физики.

То есть, если бы мы могли показать, что температуры или плотности были значительно меньше (или несоизмеримо больше) — эта теория была бы разрушена. В конце концов, она основывается на математических выкладках, а реальные физические доказательства всегда первостепенны.

К сожалению, из нашего времени мы никак не можем точно увидеть эти параметры. Только посчитать их. Поэтому прямых доказательств (или опровержений) теории «Большой взрыв = сингулярность» у нас здесь нет.

Но есть и другой путь. Даже если Вселенная имела когда-то такие «средние» плотность и температуру, в ней, как мы знаем, были несовершенства: как сверхплотные, так и недостаточно плотные области. По мере того как она расширялась и охлаждалась, эти сверхплотные области из-за гравитации притягивали к себе всё больше материи и энергии, увеличиваясь со временем, в то время как недостаточно плотные области, наоборот, отдавали свою материю и энергию в более плотные окружающие их структуры. Так создавались семена будущей космической паутины.

Только из-за наличия этих несовершенств образовались звезды и галактики, и только из-за них мы существуем сегодня. Их существованию есть сотни подтверждений, но в доказательствах они, по сути, и не нуждаются: в полностью «равномерной» Вселенной не родилось бы столько гигантских и разнообразных структур, и не существовали бы мы.

Вселенная не просто равномерно расширяется, но имеет внутри себя крошечные несовершенства плотности, которые с течением времени позволяют формировать планеты, звезды, галактики и скопления галактик. Добавление неоднородностей плотности поверх однородного фона — отправная точка для понимания того, как выглядит и работает наша Вселенная.

Детали, которые появляются в современной космической паутине, определились гораздо раньше. «Зёрна» современных крупномасштабных структур были заложены там, в самой ранней Вселенной. Сегодняшние звезды, туманности и скопления галактик можно проследить до первых маленьких несовершенств плотности, возникших тогда, когда первые атомы впервые сформировались во Вселенной. Эта связь вызвана гравитацией и тем фактом, что по Общей теории относительности концентрация материи и энергии определяет кривизну пространства.

Эти древние семена, хоть и плохо, но остаются видимы сегодня — в виде маленьких температурных несовершенств в космосе вокруг нас. Где-то космос чуть «теплее» (там больше материи), где-то чуть холоднее. Это так называемый космический микроволновой фон — остаточное сияние Большого взрыва, впервые обнаруженное в 1965 году. Температуры этого сияния находятся в пределе 2,72548 ± 0,00057 Kельвина, то есть это практически абсолютный ноль. Но оно всё-таки есть.

Фоновое излучение

Мы все живём на этом фоне. Просто он настолько слабый (ещё бы, 13,8 млрд лет прошло!), что заметить его могут только наши самые совершенные аппараты. А когда ученые впервые его засекли, то даже не поняли, что происходит: они думали, что у них барахлит оборудование. Но в общем да, если вас учили в школе, что в глубоком космосе — абсолютный ноль, то это неправда. Из-за всё еще остающегося после Большого взрыва излучения температура космоса составляет почти три Кельвина. Хотя она постепенно снижается, так что ещё через несколько миллиардов лет новым цивилизациям потребуются куда более мощные приборы, чтобы её обнаружить. А дальше — тайны начала Вселенной станут окончательно покрыты мраком.

Но пока что наши устройства, если их точно настроить, могут наблюдать этот реликтовый фон, потому что свет должен пройти из дальних областей пространства, в которых он возникает, к «глазам» наблюдателя. А это означает, что:

  • сверхплотные области с большим количеством материи и энергии, чем в среднем, будут казаться более холодными, поскольку свет должен «выбраться» из более крупного гравитационного потенциала;
  • области с пониженной плотностью, с меньшим количеством материи и энергии, будут казаться более горячими, чем в среднем, поскольку свету будет проще дойти до нас;
  • области средней плотности и гравитационного потенциала будут иметь среднюю температуру космического микроволнового фона.

Эти температурные несовершенства, которые мы наблюдаем в остаточном сиянии Большого взрыва, пришли к нам из эпохи, которая наступила через 380 000 лет после «запуска» Вселенной — когда первичная плазма охладела настолько, что электроны и протоны смогли начать образовывать атомы водорода. Это событие впервые сделало Вселенную почти прозрачной для излучения — потому что свет больше не рассеивался, сталкиваясь с морем свободных электронов.

К сожалению, более ранние этапы существования нашей Вселенной мы наблюдать не можем: там просто нечего было наблюдать. Но даже отпечаток Вселенной через 380 000 лет после её основания представляет собой достаточно большой набор данных, который можно анализировать.

Когда мы видим горячую или холодную точку в реликтовом излучении, эта разница температур обычно соответствует области пониженной или повышенной плотности во время появления реликтового излучения через 380 000 лет после Большого взрыва. Это следствие эффекта Сакса-Вульфа

Откуда вообще возникли эти несовершенства? Почему Вселенная не единообразна во всех направлениях? История тут совершенно разная, в зависимости от того, какого варианта «начала всего» вы придерживаетесь:

  1. Согласно «сингулярной» теории Большого взрыва, Вселенная просто «родилась» с исходным набором несовершенств. Потом эти несовершенства росли и развивались по законам гравитационного коллапса и взаимодействия частиц, в том числе взаимодействия между нормальной и темной материей.
  2. Если принять инфляционную теорию происхождения Вселенной, где горячий Большой взрыв возник только после какого-то периода космического расширения, тогда эти несовершенства посеяны квантовыми флуктуациями. То есть флуктуациями, возникающими даже в пустом пространстве из-за принципа неопределенности энергии и времени, присущего квантовой механике. То есть наша Вселенная не была случайно рождена «неравномерной»: если пространство и время появились до Взрыва, то ни в каком другом виде она и не могла существовать.

Второй вариант объяснения дает нам важную зацепку. Если эта теория верна, то получается, квантовые флуктуации, существовавшие до Большого взрыва, каким-то образом отображены в нём. За прошедшие миллиарды лет эти маленькие отблески растянулись до гигантских масштабов за счет расширения Вселенной. А более поздние флуктуации растянулись уже поверх них.

Отсюда идёт важный вывод. Если что-то существовало до взрыва, оно должно быть самым большим, самым «растянутым». В теории, даже больше горизонта самой нашей Вселенной — которая расширяется как результат того самого взрыва. Мы должны быть способны заметить результаты в масштабах, превышающих космический горизонт: так называемые флуктуации сверхгоризонта. Если они существуют — значит, сам Большой взрыв не мог быть началом всего.

Квантовые флуктуации, возникающие во время инфляции, накладываются друг на друга, поэтому выявить более старые и более масштабные может быть очень непросто. Нужны очень точные приборы, результатам которых мы можем доверять

Ещё раз. В «сингулярной» картине Большого взрыва, где всё было сжато в одну точку и он был началом всего, результаты флуктуаций, которые мы ожидаем увидеть, будут ограничены скоростью света (+ расстоянием, на которое за это время успел расшириться космос). Если же до взрыва что-то существовало, то «мазки на картине», теоретически могут быть больше. Намного больше (если это «что-то» существовало ощутимое время и было достаточно крупным). Или всего на несколько процентов больше (если время и пространство до Большого взрыва было невелико).

Это, конечно, было бы очень сложно заметить. Флуктуации, которые могли произойти за несколько сотен долей секунды до взрыва, уже растянуты до масштаба большего, чем наблюдаемая в настоящее время Вселенная. А более поздние флуктуации накладываются на более ранние, засоряя сигнал. Но мы хотя бы понимаем методику: если что-то существовало до Большого Взрыва, мы можем начать поиск сверхмасштабных флуктуаций, которых не должно было бы быть, если бы Вселенная началась с сингулярности.

Остаточное свечение Большого взрыва, реликтовое излучение, имеет крошечные несовершенства: колебания температуры величиной в несколько сотен микрокельвинов. Эти флуктуации были вызваны комбинацией процессов, но в том числе и неоднородностью

В общем, большой тест, который можно провести, состоит в том, чтобы исследовать Вселенную и искать либо наличие, либо отсутствие этих флуктуаций сверхгоризонта. Существует предел тому, как далеко мог пройти сигнал, который двигался со скоростью света. И нам нужно понять, когда он был испущен.

  • Масштабы меньше горизонта Вселенной зависят от физики, которая возникла с момента начала горячего Большого взрыва.
  • Масштабы, равные горизонту, являются верхним пределом того, на что могли повлиять физические сигналы с момента начала горячего Большого взрыва.
  • Масштабы, превышающие горизонт, известные как масштабы сверхгоризонта, выходят за пределы того, что могло быть вызвано физическими сигналами, генерируемыми во время или после Большого взрыва.

Изнутри нашей Вселенной заметить эти широкие «мазки» на нашем уровне технологий — достаточно сложно. Но, к счастью, наблюдение за температурой космического микроволнового фона — это не единственный способ получить информацию. Мы также можем посмотреть на поляризацию света от этого фона.

Поляризация света

Дальше будет очень научно, но вкратце смысл такой: мы смотрим на то же реликтовое излучение (другой информации нет), но не на его температуру, а на его поляризацию — насколько электромагнитные волны, дошедшие к нам с тех времен, структурированы в том или ином плане. Это позволяет говорить о структурах, существовавших там, где эти волны прошли.

Когда свет проходит через Вселенную, он взаимодействует с материей внутри нее — в частности, с электронами. Если свет поляризуется радиально-симметричным образом, это пример поляризации вектора Е (электрического). Если свет поляризован по часовой стрелке или против часовой стрелки, то это пример поляризации вектора B (магнитного).

И здесь можно провести корреляционный анализ: между поляризацией света, который мы ловим, и температурными флуктуациями космического микроволнового фона. Сопоставить их в тех же угловых масштабах. Это позволит нам отсечь лишний шум и заметить остаточные последствия самых больших флуктуаций. И понять, какой сценарий мы наблюдаем: «сингулярный Большой взрыв без инфляции» или «инфляционное состояние, которое и привело к горячему Большому взрыву».

На этой карте показан сигнал поляризации реликтового излучения, полученный спутником Планка в 2015 году

Как их отличить, эти два сценария основания Вселенной, глядя на поляризацию, если супер-технически:

  • В обоих случаях мы ожидаем увидеть субгоризонтные корреляции (как положительные, так и отрицательные) между поляризацией вектора Е в космическом микроволновом фоне и температурными флуктуациями в его пределах. Это вполне очевидно: если на пути света есть материя, в которой находятся электроны, то там будет и поляризация, и нехарактерная для остального фона температура.
  • В обоих случаях мы ожидаем, что в масштабе космического горизонта (на данный момент соответствующего угловым масштабам около 1 градуса и мультипольному моменту около l = 200-220) эти корреляции будут равны нулю.
  • Однако в масштабах сверхгоризонта сценарий «сингулярного Большого взрыва» будет иметь только один большой положительный «всплеск» корреляции между поляризацией Е-моды и температурными флуктуациями космического микроволнового фона — это тот момент, когда звезды начали формироваться в больших количествах и стали реионизировать межгалактическую среду. С другой стороны, сценарий «инфляционного Большого взрыва» обязан содержать этот всплеск, но также должен показать ряд отрицательных корреляций между поляризацией Е-моды и температурными флуктуациями в масштабах сверхгоризонта (в угловых масштабах между 1 и 5 градусами, мультипольные моменты от l = 30 до l = 200). Это продемонстрировало бы, что что-то существовало до взрыва и оставило следы, не зависящие от него. Характерные «мазки» в масштабах, даже превышающих размеры реликтового излучения.

По этому самому первому графику, опубликованному командой телескопа WMAP в 2003 году (ровно 20 лет назад!), видно то, что космологи называют «спектром взаимной корреляции TE»: корреляции между поляризацией E-моды и флуктуациями температуры космического микроволнового фона.

Как мы можем видеть, в субгоризонтных масштабах (справа от зеленой линии) присутствуют как положительные, так и отрицательные корреляции. Но в сверхгоризонтных масштабах (слева от линии) отчетливо виден большой «провал» — значительная зона отрицательной корреляции. Это согласуется с прогнозом теории инфляции (сплошная линия). И категорически не согласуется с теорией сингулярности Большого взрыва (пунктирная линия).

Конечно, это было 20 лет назад, и с тех пор наши технологии продвинулись вперед. Спутник WMAP был заменен спутником Планка, который превосходил его почти по всем параметрам. Он видел Вселенную в большем количестве диапазонов длин волн, мог опускаться до меньших угловых масштабов, лучше считывал нюансы температуры, включал в себя специальный поляриметрический прибор и чаще брал снимки неба, что еще больше уменьшало вероятность ошибок.

И когда мы смотрим на окончательные (2018 года) данные кросс-корреляции TE от команды Планка, результаты захватывают дух. Всё предельно очевидно:

Если кто-то хочет увидеть недвусмысленное свидетельство сверхгоризонтных флуктуаций, ему достаточно посмотреть на показатели «взаимной корреляции TE» (поляризации и температуры) от спутника Планка. В диапазоне сверхгоризонта (слева от зеленой линии) виден очень четкий, очень характерный «провал». После того, как в 2018 году ученые его увидели, доказательства в пользу существования сверхгоризонтных флуктуаций стали неопровержимы.

Выводы

Как мы можем ясно видеть по данным спутников, не остается никаких сомнений в том, что во Вселенной точно существуют сверхгоризонтные флуктуации. А это значит, что неинфляционная сингулярная модель Большого взрыва, которая считалась общепринятой почти 100 лет, не согласуется со Вселенной, которую мы наблюдаем. Вместо этого мы видим, что горячему Большому взрыву должно было предшествовать инфляционное состояние. Которое, правда, длилось не очень долго — судя по размеру флуктуаций и степени их влияния на современный космос.

Наша Вселенная существовала и до Большого взрыва, вероятно — краткую долю секунды. В ней, скорее всего, еще не было атомов, но уже происходили квантовые процессы, вызвавшие неравномерности распределения энергии. А уже после этого случился Взрыв.

И русская, и английская Википедия сейчас довольно обтекаемо касаются этого момента. Так что у читателей, которые привыкли, что Большой взрыв = сингулярность, это мнение не нарушается. А зря.

Есть и другие тесты на наличие «довзрывной» инфляции, которые можно было бы провести. Оценить масштабно-инвариантный спектр чисто адиабатических флуктуаций, проверить ограничение максимальной температуры горячего Большого взрыва, найти небольшое отклонение от идеальной плоскостности в космологической кривизне, проверить спектр «первобытных» гравитационных волн, постоянно доносящихся к нам с того времени. И так далее. Тем не менее тест на наличие флуктуаций сверхгоризонта достаточно прост и надежен. И уже проведен. Если остальные эксперименты когда-нибудь осуществят — то только для того, чтобы подтвердить уже известное: пространство и время существовали и до Большого взрыва.

Это лучшая из имеющихся у нас картин того, как ведет себя вся Вселенная, где инфляция предшествует Большому взрыву и вызывает его.

Как всё это выглядело, в каком формате оно существовало, как долго? Не ясно. Но по крайней мере это точно была уже наша Вселенная: в ней работали известные нам законы квантовой физики, и их последствия видны на звездном небе, если хорошо присмотреться.

А дальше — пространство для новых открытий и новых теорий. Потому что теперь мы знаем, что Большой Взрыв, оказывается, не был началом всего.

Как на самом деле возникла вселенная

Сегодня с помощью телескопа «Хаббл» мы можем увидеть более 100 миллиардов галактик, и в каждой из них, возможно, сотни миллиардов звезд. Но как все это возникло? Почему есть нечто, а не ничто? Это основной вопрос для многих религий. Кажется, что такую огромную Вселенную кто-то должен был создать, что нельзя все это получить из ничего. Я хочу рассказать, почему это не так, почему все эти галактики и звезды могут возникнуть просто благодаря законам физики.

В 1926 году Эдвин Хаббл узнал, что наша Галактика — не единственная во Вселенной. А спустя еще три года он понял, что другие галактики отдаляются от нас. После этого поразительного открытия сразу стало казаться, что мы в центре Вселенной. Однако наблюдения Хаббла говорят о другом: Вселенная расширяется — неважно, из какой галактики вы за этим наблюдаете.

До 1929 года наука считала, что Вселенная статична и вечна. Но коль скоро теперь мы поняли, что она движется, то мы можем узнать, что было с ней в прошлом. У всех галактик единое начало: около 13,8 миллиарда лет назад все они были в одной точке, которую мы называем Большим взрывом. Но что станет с галактиками в будущем? Бесконечно ли расширение? Это вопрос, из-за которого я начал заниматься космологией и вообще пошел в физику.

Есть три варианта геометрии нашей Вселенной: она может быть закрытой, открытой или плоской. Имеется в виду не форма самой Вселенной, а то, как в ней выглядит плоскость, сравнимая с размером самой Вселенной. Например, если нарисовать сколь угодно большой треугольник в плоской Вселенной, то сумма его углов будет равна 180 градусам. В открытой Вселенной линии, по которым движется свет, изгибаются, поэтому сумма углов треугольника будет меньше 180 градусов. А в закрытой Вселенной сумма его углов, наоборот, будет больше 180 градусов.

Согласно теории относительности, закрытая Вселенная будет расширяться, а затем сжиматься обратно и в конце концов схлопнется, открытая Вселенная будет расширяться бесконечно, а плоская сначала будет расширяться, а затем очень постепенно замедлится и остановится. Если мы сможем определить, в какой Вселенной живем, то узнаем и наше будущее. Но как это сделать?

Темная материя

Геометрия Вселенной связана с плотностью ее вещества: если она больше определенного значения (5,5 атома водорода на кубический метр. — Прим. T&P), Вселенная закрытая, если меньше — открытая, а если равна — плоская. Соответственно, если Ω — отношение плотности Вселенной и критической плотности — больше единицы, то Вселенная закрытая, если меньше — открытая, а если равна — плоская.

В 1936 году Альберт Эйнштейн опубликовал в журнале Science статью («Линзоподобное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле». — Прим. T&P), в которой писал, что раз пространство искривляется из-за гравитации и есть такие тяжелые объекты, как звезды, то свет, находящийся за звездой, обходит мешающие ему объекты, а пространство может выступать в роли линзы. Он пришел к этим выводам еще в 1914 году, но забыл о них, потому что считал, что это не так важно. На самом деле феномен гравитационной линзы, конечно, крайне важен.

Вследствие явления, описанного Эйнштейном, мы можем видеть на изображении выше не только отдельные галактики и их скопления, но и множественные изображения одной и той же галактики. Свет от этой галактики прошел через другую галактику, попал в гравитационную линзу и был искажен.

Мы также можем подсчитать массу галактики, которая так сильно исказила свет. Эту сложную задачу, математическую инверсию, ученые решили в конце 1990-х годов. Они получили диаграмму распределения масс, на которой галактики обозначены пиками, — но присутствуют также пики там, где галактик вроде бы не видно. Это невидимая материя, которой в 40 раз больше, чем видимой, а раз она невидима и не сияет, то ее назвали темной. Оказалось, что в галактиках гораздо больше темной материи, чем материи самих галактик.

Темная материя состоит не из обычных протонов и нейтронов, а из других элементарных частиц. Она везде, а раз так, мы можем провести эксперимент здесь, на Земле, чтобы ее найти. Можно попробовать зафиксировать взаимодействие какой-нибудь массивной темной частицы с обычной частицей. Этому мешает естественный радиационный фон, поэтому такие эксперименты проводятся глубоко под землей. В качестве мишеней используются кристаллы кремния или германия, охлажденные до 0,001°C. Такие детекторы расположены в разных частях земного шара, но пока что они не зафиксировали ничего, что можно было бы однозначно трактовать как темную материю. Можно еще попробовать создать темную материю в лабораторных условиях — для этого у нас есть Большой адронный коллайдер. Но сейчас для нас важнее не из чего состоит темная материя, а сколько она весит — коль скоро она составляет бóльшую часть массы Вселенной.

Глядя на диаграмму выше, мы можем подсчитать общую массу, массу видимых галактик и массу темной материи. Однако все обнаруженные учеными массы составляют только 30% массы, необходимой, чтобы Вселенная была плоской. Можно было бы сделать вывод, что наша Вселенная открытая и будет расширяться бесконечно. Но здесь есть подвох: все эти подсчеты касаются только галактик и их скоплений. А то, что находится между ними, мы взвесить не можем. Так что нам нужен какой-нибудь другой объект для измерения.

Геометрия Вселенной

Когда мы глядим на Вселенную, то чем дальше смотрим, тем в более глубокое прошлое заглядываем. Можно было бы предположить, что где-то там виден и Большой взрыв, — но между нами и Большим взрывом стена. В самом начале Вселенная была настолько жаркой и плотной, что свет не мог покинуть ее. Потом Вселенная постепенно охлаждалась и, когда ей было 379 тысяч лет, стала электрически нейтральной (замедлившиеся электроны начали соединяться с протонами и , образуя атомы водорода и гелия. — Прим. T&P) и прозрачной. Этот момент — самая ранняя точка, которую мы видим, оглядываясь назад во времени. Вот так она выглядела (это проекция Мольвейде, которая также часто используется в картографии):

Реликтовое излучение, которое фиксируют детекторы, находящиеся на Земле, исходит от условной поверхности последнего рассеяния, которое видится нам как окружающая нас на очень далеком расстоянии сфера. На этой поверхности видны более горячие участки — там, где 379 тысяч лет назад были сгустки материи. Мы знаем их максимально возможный размер (он зависит от скорости гравитации, а ее значение равно скорости света) — 100 млн световых лет. Сравнивая эти цифры с тем, что мы наблюдаем, можно сделать вывод о том, в какой Вселенной мы живем: в закрытой Вселенной сгустки из-за искривления пространства казались бы нам меньше, чем на самом деле; в открытой — больше, а в плоской Вселенной никаких искривлений нет и сгустки выглядели бы на свои 100 млн световых лет.

Данные, полученные в ходе эксперимента BOOMERanG (Balloon Observations Of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics — «Аэростат для наблюдения миллиметрового внегалактического излучения и геофизических исследований». С помощью аэростатов радиотелескоп поднимался на высоту 42 тысячи метров, где мог фиксировать реликтовое излучение без потерь, в то время как в атмосфере оно поглощается микроволнами. — Прим. T&P), соответствуют расчетам и не выявляют никакого искривления пространства. С вероятностью 99% мы живем в плоской Вселенной.

Но возникает противоречие: для плоской Вселенной, как я уже говорил, мы видим слишком мало вещества — всего 30% от необходимой массы. Где же могут быть оставшиеся 70%?

Энергия пустого пространства

В пустом пространстве, в ничто. Звучит, конечно, глупо, но пустое пространство не такое уж и пустое. Вот так выглядит то, что происходит внутри протона: постоянно что-то бурлит, появляются и исчезают различные частицы:

Мы не «видим» их, потому что они возникают на очень непродолжительное время, но при этом они составляют основную часть массы протона. А раз так, то, возможно, они появляются в открытом пространстве и дают какую-то энергию. Может быть, вакуум тоже что-то весит?

Еще когда я учился в университете, было предположение, что энергия вакуума — это единица со 120 нулями, но этого просто не может быть: будь это так, Вселенная была бы другой и нас бы просто не существовало. Мы ждали какого-то математического чуда, которое бы позволило нам сократить это число; предполагали даже, что энергия пустого пространства равна нулю. А затем решили не полагаться на теоретиков: если у пустого пространства есть энергия, ее можно измерить. Но как?

Гравитация в большинстве случаев притягивает объекты друг к другу, но вакуум создает антитяготение. Чтобы рассчитать его, необходимо понять, расширяется ли наша Вселенная с ускорением или с замедлением. Первые попытки определить это сделал Эдвин Хаббл в 1929 году, но сейчас мы знаем, что его расчеты были неверны из-за того, что, в частности, не учитывали эволюцию галактик и связанные с ней изменения светимости. Так что нам нужны были какие-то другие объекты с известной яркостью.

Это изображение галактики, расположенной в 7 млн световых лет от нас. В левом нижнем углу виден яркий объект — можно предположить, что в кадр случайно попала звезда из нашей Галактики, но нет: это сверхновая, которая светится как сто миллиардов звезд. Потом она тускнеет, но в первый месяц она светится с яркостью, которая нам известна. Сверхновые появляются в Галактике примерно раз в сто лет. Можно выдать каждому студенту по галактике, и пусть постоянно смотрит на нее — за сто лет как раз напишет диссертацию. Но на самом деле галактик очень много: если соединить пальцы в кружок размером с пятирублевую монету и посмотреть через него на небо, в этом кружочке будут сотни галактик. А значит, в небе постоянно взрываются сверхновые, так что мы легко можем использовать их, чтобы рассчитывать расстояния до отдаленных галактик и скорости, с которыми эти расстояния увеличиваются. Эти расчеты были проведены в 1998 году, и результатом стал вот такой график:

Если бы темпы расширения Вселенной были одинаковыми, то в его нижней части была бы просто прямая линия. Астрономы ожидали, что все сверхновые будут либо на этой линии, либо ниже. Но большая часть таких звезд оказалась выше линии — это могло быть только в том случае, если бы темпы расширения Вселенной увеличивались.

А чтобы Вселенная расширялась, нужно как раз столько энергии, сколько нам не хватало, — те самые 70%. Тогда все сходится. В 2011 году Нобелевскую премию по физике получили ученые, обнаружившие, что

Вселенная расширяется с ускорением, а большая часть массы находится в пустом пространстве. И мы понятия не имеем, как это возможно.

Вероятно, это как-то связано с самой природой пространства и времени и причинами возникновения Вселенной. Но теперь понятно, что ее будущее будет определяться не материей и даже не геометрией, а энергией пустого пространства.

Много шума из ничего

Что будет, если подбросить монетку? Скорее всего, она упадет, но если забросить ее достаточно далеко, она улетит и не вернется. Энергия подброшенной монетки складывается из двух величин: «положительной» кинетической энергии T = mv²/2 (где m — масса монетки, а v — скорость ее движения. — Прим. T&P) и «отрицательной» силы гравитационного притяжения U = –GMm/R (где G — гравитационная постоянная, M — масса Земли, а R — расстояние между центрами масс Земли и монетки. — Прим. T&P). В итоге все сводится к своего рода бухгалтерскому учету: если вторая величина больше первой, монетка упадет на землю, если наоборот — улетит. И если мы можем сделать подобные расчеты для монетки, значит, можем сделать их и для всей Вселенной.

На этом изображении — происхождение Вселенной:

Со всеми галактиками происходит примерно одно и то же, так что, чтобы определить их будущее, достаточно определить будущее одной из галактик — например, той, которая обозначена вопросительным знаком. Как и в случае с монеткой, энергия, с которой она движется, определяется кинетической энергией и гравитационным притяжением. Если первая больше второго, Вселенная будет расширяться бесконечно; если второе больше первой, Вселенная в конце концов схлопнется.

Оказывается, соотношение этих двух величин и есть та самая Ω, про которую мы говорили в начале (отношение плотности Вселенной к критической плотности). Мы уже знаем, что живем в плоской Вселенной, значит, Ω = 1. Следовательно, энергия, с которой Галактика удаляется от центра Вселенной, равна энергии, которая тянет ее обратно, — и это касается всех галактик во Вселенной. Получается, что их суммарная энергия равна нулю — вот что случается, если вы создаете Вселенную из ничего.

Возникнуть и не пропасть

Мы уже выяснили, что пустое пространство, которое мы сейчас наблюдаем во Вселенной, не такое уж пустое: в нем постоянно что-то бурлит, возникают и исчезают виртуальные частицы. Но откуда взялось то ничто, из которого появляются эти частицы, откуда взялось само пространство? Оказывается, при совместном действии квантовой механики и гравитации могут появляться не только частицы в пространстве, но и само пространство.

Вселенная может просто взять и появиться.

Ранее мы выяснили, что спонтанно появиться из ничего может только Вселенная, у которой общая энергия равна нулю, а это закрытая Вселенная. А еще раньше — что наша Вселенная плоская. Возникает противоречие.

Представьте себе воздушный шарик: если надуть его очень сильно, его поверхность будет казаться плоской, как кажется плоской круглая Земля (особенно если наблюдать ее где-нибудь в тундре). Если Вселенная с первых мгновений своего существования будет очень быстро расширяться, с ней произойдет то же самое — она возникнет как закрытая, а через 14 миллиардов лет станет плоской. Это резкое расширение — инфляция — описывается инфляционной моделью, которая была предложена в 1981 году физиком Аланом Гутом. Вот она на графике:

Но как доказать, что инфляция действительно имела место?

Еще в 1916 году Эйнштейн пришел к выводу, что, перемещаясь в пространстве, мы создаем гравитационные волны, так называемую рябь пространства-времени. Каждый раз, когда я двигаю рукой, появляются гравитационные волны, распространяющиеся со скоростью света. Но рябь настолько незначительна, что мы ее не замечаем. В обсерваториях в Вашингтоне и Луизиане (лазерно-интерферометрических гравитационно-волновых обсерваториях LIGO. — Прим. T&P) есть специальные детекторы, позволяющие улавливать гравитационные волны. Впервые это удалось сделать в сентябре 2015 года, когда произошло слияние двух черных дыр. За это открытие в 2017 году ученые получили Нобелевскую премию по физике.

Но это значит, что такое событие, как инфляция, также должно было породить гравитационные волны, и, если мы их обнаружим, мы подтвердим и правильность инфляционной модели (их поиском занимаются ученые в рамках серии экспериментов BICEP2. — Прим. T&P). А это будет значить, что наша Вселенная действительно могла быть произведена из ничего.

Если мы действительно находимся во Вселенной, расширяющейся с ускорением, то объекты, которые мы сейчас видим, вскоре будут находиться от нас на огромном расстоянии.

Сотни миллиардов галактик, которые мы сейчас видим, будут отдаляться от нас со скоростью больше скорости света, и мы окажемся в этом темном пустом пространстве одни. В начале было ничто, и в конце тоже будет ничто.

Мы еще не доказали, что это так, но это очень вероятно. И мне нравится эта вероятность: каждый раз, когда можно избавиться от божественного вмешательства и объяснить все с точки зрения физики, мы делаем шаг вперед. Помимо нашей Вселенной, могут существовать или прямо сейчас создаваться и другие, где действуют другие законы. Мы, люди, крайне неважная часть Вселенной, мы шум, загрязнение на ее фоне. Если вам это не нравится, возможно, вас утешит высказывание Эйнштейна:

«Самая прекрасная эмоция, которую нам дано испытать, — ощущение тайны. Это основополагающая эмоция, стоящая у истоков всякого истинного искусства и науки».

Вселенная была создана не для нас, она была просто создана. Вселенной на нас наплевать. Мы сами наполняем нашу жизнь значением и смыслом.

Вопросы и ответы

— У меня вопрос об инфляции. Вы сказали, что ее предсказали физики, которые занимаются физикой частиц. А какое отношение инфляция пространства имеет к физике частиц?

— Физика частиц говорит о том, что ранняя Вселенная претерпела переход из одного фазового состояния в другое. Когда происходит этот фазовый переход, выделяется огромное количество энергии, что и привело к инфляции.

— Предположим, что темная материя окажется все-таки частицей и мы сможем ее найти. Не окажется ли тот фундамент, на котором построена вся современная физика, ложным?

— Физика элементарных частиц предсказывает наличие большого количества различных частиц. И открытие каждой новой частицы выводит стандартную модель за прежние границы. Если мы сможем найти темную материю — да, многие наши идеи окажутся неверными, и нам придется продумать и разработать новые законы. Но ученые готовы ошибаться. Многие из нас ходят на работу для того, чтобы доказать, что другие ученые ошибаются, — именно так и приходит известность.

— Понятно, какими могут быть границы у закрытой Вселенной. Но мне не совсем понятно, какие границы у плоской Вселенной, в которой мы находимся.

— У закрытой Вселенной нет границ. Возьмите воздушный шарик, нарисуйте на нем несколько точек и надувайте. Вселенная похожа на поверхность этого шарика: она не имеет границ, при этом расширяется так, что расстояние между точками постепенно увеличивается.

— У меня вопрос, который возник при чтении книг Ричарда Докинза. Наш мозг эволюционно запрограммирован не для того, чтобы понимать Вселенную, а для того, чтобы решать бытовые вопросы. Не боитесь ли вы того, что в момент наука столкнется с границами возможностей мозга?

— Может быть. Но я не боюсь. Так же, как я не боюсь жить в этой Вселенной, у которой нет никакого назначения. Да, могут быть какие-то ограничения у человеческого мозга, но мы не узнаем наверняка до тех пор, пока не попробуем. Именно поэтому нужно постоянно пытаться. И, как я понимаю, у нас пока не получилось уткнуться в стену. Может быть, у вас будут какие-то сложности, но ваши дети и внуки смогут преодолеть их. Мы постоянно идем дальше, мы постоянно преодолеваем эти границы. Наука именно тем и занимается, что выходит за границы.

Может быть, не очень по теме, но одна из причин, по которой я занимаюсь квантовыми компьютерами и искусственным интеллектом, в том, что, может быть, они смогут объяснить нам то, что сами мы понять не можем. Многих пугает искусственный интеллект, но я думаю, что он сможет стать лучшим физиком, чем мы.

— В какой роли вы видите искусственный интеллект в вашей области?

— Понятия не имею. Я не прогнозирую ближе чем на 2 трлн лет. Каким будет будущее с искусственным интеллектом, зависит от нас. Мы должны думать о возможностях и быть готовыми к ним. Один из вариантов — что мы останемся без работы. Но зато мы сможем бесконечно ходить на научные конференции и слушать музыку. Я в данном случае пессимистически настроен, поскольку, честно говоря, не очень верю в человечество. Но посмотрим, что будет. Мы еще можем подготовиться.

— Возможно ли доказать, что мы живем в компьютерной симуляции?

— Очень многие задают этот вопрос. Ответ: скорее всего, нет.

Во-первых, компьютерная симуляция никогда не является идеальной. Есть битые пиксели, в которых не работают законы природы. Но мы такого не видим. Может быть, в голове у президента Трампа есть такие пиксели, но в большинстве остальных случаев таких пикселей не наблюдается. Все работает согласно законам природы.

Во-вторых, говоря о том, что мы внутри симуляции, мы должны задать вопрос: что нас создало? А наших создателей? Идея, что наше существование — это компьютерная симуляция, — просто еще одна версия вопроса о том, кто создал Вселенную.

Но мне как физику вообще неважно, в симуляции я или нет, — мне интересно, по каким законам она создана.

Если вы хотите доказать, что наш мир — симуляция, ищите баги в программе. Может быть, в будущем мы их найдем, пока — нет.

— Вселенная расширяется. Бесчисленное количество космических объектов отдаляются от нас все быстрее и быстрее. Значит ли это, что наши шансы найти в этой Вселенной другие цивилизации все уменьшаются и уменьшаются?

— Во-первых, до того, как другие галактики окончательно пропадут из виду, у нас еще 2 трлн лет — за это время можно найти внеземную цивилизацию. Во-вторых, даже через 2 трлн лет у нас будет наша Галактика — потому что сами галактики не расширяются.

— Если все появилось из ничего, каким образом 13 млрд лет назад это ничто решило сделать Большой взрыв? И почему Большой взрыв не происходит сейчас?

— Ответ на первый вопрос — я не знаю. Именно поэтому я занимаюсь наукой.

Что касается второго вопроса. Большие взрывы могут происходить прямо сейчас, в других пространствах. Прямо перед вами может появиться пространство, но оно очень быстро будет отделено от нашей Вселенной. В мультивселенной постоянно могут происходить большие взрывы, появляться и схлопываться вселенные.

— Не конфликтует ли то, о чем вы нам рассказали, с законом сохранения энергии?

— Честно говоря, не конфликтует. Если посмотреть на сотни миллионов звезд и галактик, то в них очень много энергии. Но нужно просто добавить в это уравнение гравитационное притяжение, и общая результирующая энергия всей нашей Вселенной, всего вещества, будет равна нулю. Таким образом, энергия сохраняется. Поразительно, да?

— Можно ли создать модель такой вселенной, законы физики в которой были бы невозможны в нашей Вселенной?

— Я именно этим чаще всего и занимаюсь. Я , я постоянно создаю модели, которые описывают разные вселенные. Нужно понимать, что в большинстве случаев я ошибаюсь. У меня были потрясающе красивые, очень хорошие теории, которые оказались неверными. Но, может быть, раз в жизни я случайно окажусь прав (как это было с идеей, что Вселенная расширяется с ускорением).

Поиск важнее, чем сама реальность. Наша жизнь похожа на миф о Сизифе, у нас нет выбора. Мы можем впасть в депрессию — а можем наслаждаться поиском.

— Если в разных вселенных образуются разные законы физики, существует ли какой-то высший закон физики над ними всеми, по которому образуются эти разные законы?

— То есть метазаконы? Может быть. Кто знает… Это возможно. В теориях, например теории струн. Но сейчас нет доказательств. Может быть, там действуют законы математики. Я не знаю, чего ожидать. Но это не доказывает, конечно же, существование какого-либо бога.

— Вы живете в стране, где политику нежелательно признаваться в том, что он атеист, для того чтобы не потерять рейтинг. А мы живем в стране, где около 70–80% людей считают себя людьми религиозными, ничего не знают и знать не хотят про теорию Большого взрыва. Как вы считаете, что должно произойти, для того чтобы расстановка сил в мире поменялась?

— Честно говоря, мне без разницы, религиозны люди или нет. Когда я вижу людей, которые считают, что миру 5 или 6 тысяч лет, я не считаю, что они глупы. Мне кажется, им просто не хватает знаний. Людям старшего поколения уже поздно меняться, но я надеюсь на молодых людей. Я хочу, чтобы молодые люди думали, а не только чувствовали. И дело даже не в фактах, потому что факты вы в большом количестве найдете в своем смартфоне — но они могут быть неверными. Самое важное — научить людей задавать вопросы и отличать истинное от ложного. Я думаю, преподавание наук в школе побуждает молодых людей к этому.

— Учитель физики в школе говорил мне, что спрашивать, чтó было до Большого взрыва — это как бы моветон, потому что в точке сингулярности не действуют законы физики. Он говорил, что все будут смеяться, если я спрошу об этом. Но при этом всю лекцию вы только об этом и говорили. Поэтому у меня вопрос: ограниченны ли вообще возможности человеческого познания?

— Вопрос хороший, но ответ вам не понравится. Нет никакого «до», потому что само время возникло во время Большого взрыва. Это очень сложно представить. Но вопрос «Что было до Большого взрыва?» может просто не иметь значения. И нашему сознанию, может быть, не хватает возможностей для того, чтобы понять этот вопрос и ответить на него.

Но я бы хотел, чтобы вы продолжали задавать вопросы и поражаться Вселенной такой, какая она есть. Неважно, если вы понимаете не все. Цените ее за то, что она больше, чем вы можете понять. Нужно постоянно смотреть вперед, потому что Вселенная нас может очень многому научить.

Литература

  • Краусс Л. Все из ничего. М.: Альпина нон-фикшн, 2019.
  • Краусс Л. Страх физики. Сферический конь в вакууме. СПб.: Питер, 2016.
  • Краусс Л. Почему мы существуем? Величайшая из рассказанных историй. М.: Альпина нон-фикшн, 2018.
  • Краусс Л. Вселенная из ничего. Почему не нужен Бог, чтобы из пустоты создать Вселенную. М.: АСТ, 2016.
  • Lens-Like Action of a Star by the Deviation of Light in the Gravitational Field. Albert Einstein Science, New Series, Vol. 84, No. 2188. (Dec. 4, 1936), pp. 506–507.

Благодарим Марию Ломаеву за помощь в подготовке конспекта.

Мы публикуем сокращенные записи лекций, вебинаров, подкастов — то есть устных выступлений. Мнение спикера может не совпадать с мнением редакции. Мы запрашиваем ссылки на первоисточники, но их предоставление остается на усмотрение спикера.

Физики объяснили, как возникла Вселенная

Группа физиков-теоретиков из Великобритании и Канады описала модель возникновения Вселенной в результате Большого отскока, сообщает портал научных новостей Phys.org.

Сама по себе идея не нова. Впервые гипотеза была предложена около века назад. Однако до последнего времени ученые не могли даже теоретически описать механизм возникновения Вселенной в результате Большого отскока. Доминирующей считается гипотеза, согласно которой Вселенная появилась в результате Большого взрыва — возникла из состояния сингулярности.

Международная группа физиков разработала альтернативную теоретическую модель, объясняющую процессы сжатия и расширения Вселенной. По мнению исследователей, их можно сравнить с квантовомеханическим туннелированием — квантовым явлением, при котором частицы с недостаточным запасом энергии преодолевают некие барьеры. Созданная модель описывает циклическое развитие.

Согласно ей, Вселенная то сжимается, то расширяется. То есть одна приходит на смену другой, возникая из «продуктов распада» предшественницы и возрождаясь из ее «пепла». Состояние сжатия циклически переходит в состояние расширения и наоборот. Альтернативная теория говорит о том, что Вселенных могло быть сколь угодно много, а наша всего лишь «приняла эстафету» у предыдущей.

С полным отчетом физиков-теоретиков можно ознакомиться в научном журнале Physical Review Letters.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *