9 675
Достаточно трудно представить себе время, примерно 13,7 миллиардов лет назад, когда вся вселенная существовала как сингулярность. Согласно теории Большого взрыва – одного из главных претендентов, пытающихся объяснить происхождение Вселенной – вся материя в космосе существовала в форме, меньшей субатомной частицы.
Когда вы думаете об этом, возникает еще более сложный вопрос: что существовало незадолго до того, как произошел большой взрыв?
Сам вопрос предшествует современной космологии, по крайней мере, на 1600 лет. Богослов четвертого века святой Августин задавался вопросом о том, что существовало до того, как Бог сотворил вселенную. Он пришел к выводу, что библейская фраза «В начале» подразумевает, что Бог ничего не делал раньше. Более того, Августин утверждал, что мир не был создан Богом в определенное время, но время и вселенная были созданы одновременно.
В начале 20-го века Альберт Эйнштейн пришел к очень похожим выводам со своей общей теорией относительности. Просто учтите влияние массы на время. Огромная масса планеты искажает время, заставляя человека двигаться на поверхности Земли чуть медленнее, чем спутник на орбите. Разница слишком мала, чтобы заметить ее, но время для человека, стоящего рядом с большим валуном, идет медленнее, чем для человека, стоящего в одиночестве в поле.
Основываясь на работах Эйнштейна, бельгийский космолог преподобный Жорж Леметр опубликовал в 1927 году статью, в которой предлагалось, что вселенная возникла как сингулярность и что Большой взрыв привел к ее расширению.
Следуя этой логике, название этой статьи в корне неверно, время появилось только тогда, когда эта изначальная особенность расширилась до своего нынешнего размера и формы.
Дело закрыто? Увы, нет. В течение десятилетий после смерти Эйнштейна, появление квантовой физики и множество новых теорий воскресили вопросы о происхождение вселенной до Большого взрыва.
Наша Вселенная пузырилась из предыдущей?
На этом рисунке показан космический микроволновый фон — излучение, оставшееся от Большого взрыва.
Итак, что, если наша вселенная является порождением другой, более старой вселенной? Некоторые астрофизики предполагают, что эта история написана в реликтовом излучении, оставшемся от Большого взрыва: космический микроволновый фон (КМФ).
Астрономы впервые наблюдали КМФ в 1965 году, и это быстро создало проблемы для теории Большого взрыва — проблемы, которые впоследствии были решены (некоторое время) в 1981 году с помощью теории инфляции. Эта теория влечет за собой чрезвычайно быстрое расширение вселенной в первые несколько мгновений ее существования. Теория также учитывает колебания температуры и плотности в КМФ, но диктует, что эти колебания должны быть равномерными.
Недавние усилия по составлению карт фактически предполагают, что вселенная однобокая, в одних областях больше колебаний, чем в других. Некоторые космологи рассматривают это наблюдение как подтверждающее доказательство того, что наша вселенная «пузырилась» от родительской вселенной, по словам исследователя Калифорнийского технологического института Адриенны Эрикчек.
В теории хаотической инфляции эта концепция идет еще глубже: бесконечное развитие инфляционных пузырьков, каждый из которых становится вселенной, и каждый из этих порождает еще больше инфляционных пузырьков в неизмеримой мультивселенной.
Тем не менее, другие модели вращаются вокруг формирования самой сингулярности до Большого взрыва. Если вы думаете о черных дырах как о космических уплотнителях мусора, они выступают в качестве главных кандидатов для всего этого первичного сжатия, поэтому наша расширяющаяся вселенная теоретически может быть выходной белой дырой из черной дыры в другой вселенной.
Белая дыра является гипотетической, и действует противоположным образом черной дыры, испуская серьезную энергию и материю, а не засасывая ее. Думайте об этом как о космическом выпускном клапане. Некоторые ученые предполагают, что наша вселенная, возможно, родилась внутри черной дыры, и каждая черная дыра в нашей собственной вселенной может также содержать отдельные вселенные.
Но некоторые ученые считают, что вселенная началась не с Большого взрыва, а с Большого отскока.
Происхождение Вселенной: большой отскок
Давным-давно средневековые религиозные философы в Индии учили, что вселенная проходит бесконечный цикл творения и разрушения, в котором она развивается из недифференцированной массы в сложную реальность, которую мы видим вокруг нас, прежде чем разрушать себя и начинать заново.
Некоторые современные ученые пришли к идее с поразительными параллелями. Они считают, что вместо Большого взрыва вселенная расширяется и сжимается в цикле, отскакивая назад каждый раз, когда она сжимается до определенного размера. В теории Большого отскока каждый цикл начинался бы с маленькой, гладкой вселенной, которая не была бы столь же крошечной, как сингулярность. Она будет постепенно расширяться, со временем становиться комковатой и деформированной. В конце концов, она достигнет точки, в которой начнет разрушаться и постепенно сгладится, уменьшившись до размера начальной точки. Затем цикл начнется заново.
Чтобы идея Большого отскока сработала, она должна найти способ обойти теоремы сингулярности, разработанные британскими физиками Роджером Пенроузом и Стивеном Хокингом, которые предполагают, что сокращающаяся вселенная сократится до сингулярности таким образом, что массивная умирающая звезда в конечном итоге конденсируется, образуя черную дыру. Эта модель Большого отскока зависит от идеи отрицательной энергии, противодействующей гравитации и обращающей вспять коллапс, так что вселенная и пространство-время будут снова и снова разделяться.
Эти циклы сокращения и расширения будут повторяться примерно раз в триллион лет.
Большой отскок отошел бы от взгляда западной цивилизации на реальность со времен св. Августина, потому что он признал бы, что время действительно существовало до вселенной, как мы ее знаем.
Но будь то Большой взрыв или Большой отскок, вопрос о том, что существовало до нашей нынешней вселенной, остается открытым. Возможно, ничего. Возможно, другая вселенная или другая наша собственная версия. Возможно, море вселенных, каждый со своим набором законов, диктующих свою физическую реальность.