Възможно ли е нашата Вселена да се разширява и свива обратно в малка точка, преживявайки отново и отново един вид Голям взрив? Не, казва професор Рафаел Бусо от Калифорнийския университет в Бъркли, автор на ново изследване в списанието Physical Review Letters.
Ключов момент в живота на цикличната вселена е Големият отскок, алтернатива на Големия взрив като начало на познатата ни Вселена. Големият взрив започва със сингулярност – материя и енергия, опаковани в точка, толкова плътна, че гравитацията става достатъчно силна, за да избегне законите на физиката, както ги разбираме – последвано от безкрайно разширяване навън. Но ако Вселената е започнала с голям отскок, бихме могли да погледнем отвъд това, което смятаме за начало, и да видим друга вселена, която се свива, за да образува невероятно плътна точка, но не непременно сингулярност, преди да отскочи обратно в разширяващата се вселена, в която живеем днес.
ОЩЕ: Големият взрив е мит. Вселената няма нито начало, нито край – според противоречива теория
Така че въпросът дали времето трябва да започне със сингулярност, е от решаващо значение за определяне на историята и съдбата на нашия Космос. Ако Големият отскок е бил началото на нашата Вселена, той може да е и част от нашето бъдеще. Първият намек за тази възможност се появява през 1965 г., когато Роджър Пенроуз от Оксфордския университет доказва, че общата теория на относителността – най-добрата ни теория за гравитацията – винаги се проваля.
Пенроуз изучавал черни дупки, друго място, където гравитацията е толкова силна, че разкъсва тъканта на пространство-времето, и показва, че сингулярността е неизбежна. Бусо потвърждава това заключение. Работата на Пенроуз не включва квантова теория, а предишни изчисления на Арон Уол от Кеймбриджския университет са разглеждали само много слаба гравитация. Анализът на Бусо не поставя ограничение върху силата на гравитацията и „категорично изключва“ цикличните вселени. Той е уверен, че ясно е показал, че Големият взрив е могъл да започне само със сингулярност. „Мисля, че това е много значимо обобщение на оригиналната теорема на Пенроуз и нейното разширение от Уол“, казва Онкар Парикар от Института за фундаментални изследвания Тата в Индия.
Това е голяма крачка напред, защото работата се отнася за „много по-голяма част от квантовата физика“ от предишните изследвания, съгласен е Крис Акърс от Университета на Колорадо, Боулдър. По думите му това поставя моделите на Големия отскок в „по-предизвикателна позиция“.
ОЩЕ: Вселената се е появила с гръм и трясък, а не с отскок
Изчисленията на Бусо се основават на обобщение на втори закон на термодинамиката, който разширява стандартния втори закон, за да опише поведението на ентропията във и около черните дупки. Обобщената версия обаче все още не е окончателно доказана, което води до скептицизъм относно нейната приложимост към Големия отскок, по думите на Сурджит Раджендран от университета „Джонс Хопкинс“ в Мериленд.
През 2018 г. Раджендран и колегите му разработват математически модел на отскачащата вселена, който заобикаля ограниченията на теореми като тази на Бусо. Техните изчисления обаче включват повече измерения на пространство-времето, отколкото наблюдаваме, оставяйки редица въпроси отворени.
„Разбирането на нашата космическа история е може би едно от най-важните научни предизвикателства и алтернативни сценарии като Големия отскок трябва да бъдат внимателно разгледани“, казва Акърс.
В моделите на отскок обикновено квантовите ефекти помагат на вселената да „отскочи“ от плътна точка, отбелязва Джаксън Флис от Кеймбриджкия университет. Изключването на тези сценарии задълбочава разбирането ни за това как квантовата гравитация – теория, която комбинира общата теория на относителността и квантовата теория – може да промени разбирането ни за Вселената и би могла да помогне да се определи „дали наистина се нуждаем от квантова гравитация, за да опишем напълно вътрешността на черните дупки или Големия взрив“.
ОЩЕ: Откритие пренаписва историята на Вселената: Първичната светлина не съществува, какво изобщо виждаме?
Раджендран вярва, че най-надеждният начин да се определи дали нашата Вселена е претърпяла космически отскок, е да се наблюдават гравитационни вълни. Тези вълничи в пространство-времето може да носят следи от отскока, но техните честоти все още не са откриваеми от настоящите детектори – и перспективите за разработване на ново поколение детектори сега са неясни.
„Въпросът е достатъчно благосклонна ли е Вселената, за да изпрати достатъчно мощен [за откриване] сигнал, и дали съвременният свят е достатъчно добър, за да позволи на учените да провеждат тези експерименти?“, заключава той.
