Большой Взрыв – обман?

Если новая теория окажется правильной, тогда человечеству станет известно, что Вселенная началась не со взрыва.

В последней формулировке космос никогда не являлся чем-то особенным, уподобляясь бесконечно крохотной и плотной частице вещества. По сути, у него даже могло и не быть начала.

Соавтор нового исследования Саури Даз, физик-теоретик Университета Летбридж (Альберта, Канада), говорит, что согласно выдвинутой теории возраст Вселенной может быть бесконечным.

Концепция также объясняет состав темной материи, загадочного и невидимого вещества, заполняющего большую часть космоса.

Большой Взрыв под сомнением

Согласно теории Большого Взрыва Вселенная родилась 13,8 миллиарда лет назад. Вся существующая в наше время материя раньше была частью бесконечно малой и плотной точки, названной сингулярностью. Взорвавшись, эта точка дала начало Вселенной.

Сингулярность происходит от общей теории относительности Эйнштейна, описывающей, как масса деформирует ткань пространства-времени, а также из уравнения Рой-Чоудхури, прогнозирующего столкновения и расхождения объектов во временной проекции. Возвращаясь назад во времени и руководствуясь этими уравнениями, мы узнаем, что вся материя Вселенной была ранее одной-единственной точкой – сингулярностью Большого Взрыва.

Это, тем не менее, не совсем соответствует действительности. В формулировке Эйнштейна физические законы нарушаются до достижения сингулярности, но ученые продолжают экстраполировать, как будто уравнения все еще имеют силу. Таким образом, у нас нет права говорить, что космос начался со взрыва.

Физика имеет и другие сложности, в частности то, что две доминирующие теории – квантовой механики и общей относительности – не согласуются друг с другом.

Квантовая механика предполагает, что поведение крохотных субатомных частиц остается фундаментально неопределенным. Это противоречит детерминированной теории Эйнштейна, говорящей, что, поскольку все законы природы известны, будущее полностью предопределяется прошлым.

Ни одна из теорий не в состоянии объяснить, из чего состоит темная материя – загадочное вещество, оказывающее гравитационное влияние на обычные частицы, которое нельзя увидеть с помощью самых мощных телескопов.

Квантовая коррекция

Даз и коллеги попытались решить хотя бы часть из вышеописанных проблем. Для этого они воспользовались немного устарелым методом визуализации квантовой механики (механика Бома). В нем скрытая переменная управляет странным поведением субатомных частиц. В отличие от других формулировок квантовой механики, она дает возможность вычислить траекторию частицы.

С помощью этой старомодной формы квантовой механики исследователи рассчитали небольшой коррекционный термин, который можно включать в теорию общей относительности Эйнштейна. После этого они определили то, что могло произойти в самые древние времена.

Какой оказалась развязка? В новой теории сингулярности не существует, а космос бесконечно старый.

Способы тестирования теории

Один из методов интерпретации квантовой коррекции в ее уравнениях имеет отношение к ее связи с плотностью темного вещества. Если это окажется правдой, тогда Вселенная будет заполнена супержидкостью, состоящей из гипотетических частиц, подобных гравитонам (символизируют силу притяжения) или аксионам (ультрахолодные призрачные частицы).

Для проверки теории можно провести анализ распространения темной материи во Вселенной, сравнив ее свойства с теми, что характерны для предложенной супержидкости.

Несмотря на все, новые уравнения представляют собой лишь способ примирения теорий квантовой механики и общей относительности. К примеру, часть теории струн под названием струнной космологии предполагает, что в жизни Вселенной была длительная статическая фаза. Другие теории прогнозируют так называемый «космический прыжок», являющийся первым «сокращением» космоса, когда он достиг очень маленьких размеров; и только после этого случился Большой Взрыв.

В любом случае, когда-то Вселенная была очень маленькой и горячей.

Детальный отчет о новой теории можно найти в журналах Physical Letters B и arXiv.

Источник материала: space.com