Теория Большого взрыва ошибочна: наша Вселенная прибыла из другого мира

Команда ученых предлагает альтернативу теории Большого взрыва, предполагая, что наша Вселенная могла образоваться внутри гигантской черной дыры, существующей в большей, так называемой «родительской» Вселенной. Эта новая модель стремится решить фундаментальные проблемы, остающиеся нерешенными в рамках стандартной космологической модели.

Об этом сообщили в журнале Physical Review D.

Вызовы для теории Большого взрыва

Теория Большого взрыва хорошо объясняет многое о нашей Вселенной. Она рассказывает, как появился космический микроволновый фон. Также объясняет, почему Вселенная постоянно расширяется, и даже делает это быстрее. Но есть несколько серьезных вопросов, на которые эта теория затрудняется ответить:

• Природа темной энергии и темной материи: эти загадочные компоненты составляют большую часть Вселенной, но их природа все еще остается непонятной.

• Сингулярность Большого взрыва: теория предполагает начало Вселенной с бесконечно плотной и горячей точки (сингулярности), где известные законы физики рушатся.

• Несоответствия общей теории относительности и квантовой механики: эти две фундаментальные теории, описывающие мир на макро- и микроуровнях соответственно, трудно согласовать в экстремальных условиях, таких как начало Вселенной.

Профессор Портсмутского университета и один из авторов исследования Энрике Гастаньяга отмечает, что большинство ученых пытались объяснить эти аномалии, предлагая новые формы энергии (темную энергию) или изменяя законы физики, называя такие шаги радикальными.

Вселенная как черная дыра?

Исследование Гастаньяги и его коллег началось с обычного вопроса: почему расширение Вселенной ускоряется?

«Вся наша наблюдаемая Вселенная лежит внутри собственного гравитационного радиуса, а это значит, что снаружи она будет выглядеть как черная дыра», — объясняет Гастаньяга.

Это привело к «радикальной идее»: что, если бы Вселенная образовалась так же, как звезда коллапсирует в черную дыру? Традиционно считается, что Вселенная началась с чрезвычайно горячей и плотной точки — сингулярности, испытавшей быстрое расширение после Большого взрыва. Однако новая модель предполагает, что Вселенная могла возникнуть не из сингулярности, а в результате коллапса массивного облака материи в другой Вселенной.

Гравитационный отскок вместо сингулярности

Исследовательская группа провела моделирование и неожиданно обнаружила, что уже существует аналитическое решение, описывающее фундаментальные принципы этого процесса.

«При определенных условиях этот коллапс не заканчивается сингулярностью — он отскакивает и снова начинает расширяться. Этот отскок имитирует то, что мы называем Большим взрывом», — говорит Гастаньяга.

Эта «сценарий отскока» отличается от предыдущих тем, что она базируется исключительно на известных законах физики, избегая введения спекулятивных частиц или сил. Он описывает чисто гравитационный коллапс, происходящий внутри черной дыры.

Роль квантовых эффектов

Ключевым моментом этой модели являются квантовые эффекты, в частности принцип исключения Паули.

«В квантовой механике две одинаковые частицы (такие как электроны или нейтроны) не могут занимать одно и то же состояние — они не могут находиться в одном и том же месте одновременно. Этот принцип создает своеобразное давление, называемое давлением вырождения. Он противостоит сжатию. Это то, что останавливает бесконечное коллапсирование ядер умирающих звезд, и это то, что может спровоцировать взрыв новой. В нашей модели именно этот квантовый эффект останавливает коллапс Вселенной и заставляет его отскакивать», — объясняет Гастаньяга.

Есть еще одна идея: гравитация может напрямую влиять на поле Хиггса. Это поле дает массу всем частицам. Один из авторов исследования Сраван Кумар говорит, что в очень плотных и энергетических местах Вселенной квантовые эффекты становятся очень важными. Если гравитация и поле Хиггса начинают отталкиваться друг от друга из-за очень высокой энергии, это может остановить сжатие. Тогда Вселенная не коллапсирует, а наоборот отскакивает, то есть начинает расширяться.

«Это может объяснить высокую плотность, наблюдаемую в данных космического микроволнового фона, и предположить, что гравитационный отскок может естественным образом связать гравитацию с квантовой механикой, без необходимости новых спекулятивных теорий», — добавил Кумар.

Возможные последствия и проверка гипотезы

Модель предполагает небольшую положительную пространственную кривизну Вселенной и существование реликтовых объектов, таких как первичные черные дыры или образовавшиеся до космического отскока нейтронные звезды.

«Если мы найдем такие реликты, особенно в ранней Вселенной, это будет весомым доказательством в пользу этой теории», — отмечает Гастаньяга.

Он добавляет, что некоторые ранние результаты космического телескопа Джеймса Вебба (JWST) уже обнаружили удивительно старые галактики, близкие к началу Вселенной, что «может быть трудно согласовать со стандартной временной шкалой Большого взрыва, но они могли бы иметь смысл, если бы ранние реликты, такие как сверхмассив.

Гастаньяга признает, что предположение о том, что Большой взрыв не был абсолютным началом всего, противоречив. Также подчеркивает, что «обжалование древних предположений важно для научного прогресса».