Наш мир существует бесконечно. Астрофизики выдвинули новую теорию о зарождении Вселенной

Объяснить отсутствие ответов можно двумя факторами. Первый — ученые физически не могут «заглянуть» так глубоко в историю Вселенной и выяснить, что существовало до нее. Второй — теория Большого взрыва в принципе неправильна, а потому, основываясь на ней, мы не можем найти ответы на основополагающие вопросы. Оба утверждения имеют право на жизнь и активно используются учеными для поиска ответа на вопросы о появлении нашего мира.

Если мы начнем отматывать историю Вселенной назад, мы постоянно будем натыкаться на подтверждения теории Большого взрыва. Вселенная увеличивается именно так, как предсказывает модель — и чем дальше мы будем мотать, тем чаще будем попадать на все более ранние и маленькие галактики. Параллельно с этим температура реликтового излучения постепенно поднимается, а звезд становится все меньше.

Если мотать еще дальше, то мы дойдем до сверхгорячего «супа», который появился внутри сингулярности. В нем варится равное количество частиц и античастиц, которые должны были бы аннигилировать друг друга в огромной вспышке гамма-лучей и нейтрино, успешно уничтожив наш мир еще до его фактического зарождения. Однако от этой участи Вселенную спасла кварк-глюонная плазма — первая материя, появившаяся буквально через 0,00001 секунду после гипотетического возникновения нашего мира и просуществовавшая в нем буквально долю секунды.

Красивая история. Однако она нравится не всем ученым.

Постепенно астрофизики начали приходить к идее космологической инфляции — раннему периоду экспоненциального расширения, предшествовавшего Большому взрыву. Здесь и начинается то самое «интереснее», о котором мы писали выше.

По мнению ученых, поддерживающих идею космологической инфляции, Большой взрыв не был отправной точкой, после которого зародилась Вселенная. Вселенная существовала вечно в виде сплошной энергии, и под словом вечно они имеют в виду именно вечно — то есть какой-то начальной точки у нашего мира действительно может не быть.

Большой взрыв нарушил это постоянное состояние и стал началом нашего мира, той Вселенной, которую мы видим и можем исследовать напрямую. Все, что было до него, остается недоступным для нас — и, скорее всего, таким и останется.

«Возможно, у Вселенной не было начального момента, и мы можем жить в так называемой вечно раздувающейся Вселенной, которая экспоненциально расширялась еще до того, что мы называем Большим взрывом. Математически это кажется наиболее вероятным сценарием», — объясняет Чанда Прескод-Вайнштейн, астрофизик из Университета Нью-Гэмпшира.

Новое исследование астрофизиков Санни Вагноцци и Ави Леба — это еще одно интересное предположение, которое полностью противоречит всему, что мы знаем о появлении Вселенной. В своей работе Большой взрыв они называют Большим отскоком, а наш мир, каким мы его видим, появился не из сингулярности, а является промежуточным этапом между предыдущей космологической фазой и следующим этапом.

По мнению Вагноцци, резкое расширение Вселенной, которое характеризует так называемое младенчество Вселенной, когда наш мир экспоненциально увеличивался во все стороны — можно спокойно исключить из уравнения зарождения нашего мира. Ученые предполагают, что Вселенная могла стать такой, какой она есть сейчас в результате обычного расширения — именно поэтому их гипотеза «исключает» Большой взрыв как таковой, называя его Большим отскоком.

Для подтверждения своего предположения ученые предлагают дополнительно изучить реликтовое излучение, чтобы найти следы молодой Вселенной, которые подсказали бы нам историю ее эволюции. К сожалению, существующие инструменты не позволяют нам это сделать — запущенный Европейским космическим агентством зонд Planck, изучающий космический фон, «видит» не так глубоко, как это необходимо для подтверждения или опровержения гипотезы.

Леб отмечает, что сейчас у нас есть «горизонт» — Большой взрыв, момент, когда Вселенная начала расширяться. Что было до этого — никто не знает. Найти ответ нам могут помочь нейтрино — призрачные частицы без заряда и почти без массы, которые движутся почти со скоростью света. Они являются самыми многочисленными частицами во Вселенной — каждую секунду сквозь наше тело проходит около 100 миллиардов нейтрино, причем многие из них появились практически через мгновение после Большого взрыва (или отскока).

Однако с нейтрино есть одна проблема — они практически не взаимодействуют с материей и двигаются на околосветовой скорости, из-за чего улавливать и изучать их крайне проблематично.

Поэтому Вагноцци и Леб предлагают изучать гравитоны — гипотетические безмассовые частицы, которые участвуют в гравитационном взаимодействии.

«Вселенная допускает существование гравитонов вплоть до самого раннего момента, прослеживаемого известной физикой, когда температура [Вселенной] была максимально возможной. Правильное понимание того, что было до этого, требует рабочей теории квантовой гравитации, которой у нас нет», — говорит Леб.

Они считают, что гравитоны предлагают нам идеальный тест: в теории, если эти частицы существуют, они должны были сформировать так называемый космический гравитоновый фон (КГФ). Однако теория Большого взрыва не допускает существования КГФ, поскольку экспоненциальное расширение Вселенной разбило бы его до такой степени, что его невозможно было бы обнаружить. Если же ученым удастся доказать его существование, это будет идеальным доказательством их гипотезы и опровержением теории Большого взрыва.

К сожалению, сейчас подобную проверку провести невозможно, поскольку для обнаружения КГФ нам нужно уловить высокочастотные гравитационные волны с частотой около 100 ГГц. Современные технологии не позволяют нам улавливать подобные космические колебания, однако в будущем, по словам ученых, проверить их гипотезу вполне реально.

Если она окажется правильной, нам придется пересмотреть все, что мы знаем о нашей Вселенной. Определенно, это будет интересное время.