Вічний Всесвіт. Фізики висунули теорію світобудови, в якій немає місця Великому вибуху

21 грудня 2016, 20:02
Нове дослідження дає несподівану відповідь на одвічне запитання про те, як «почався» Всесвіт. Два астрофізики стверджують, що ніякого Великого вибуху не було, а отже, Всесвіт був завжди

Згідно з теорією єгипетського фізика Ахмеда Фарага Алі з університету Бенха і його індійського колеги Саурья Дас, що працює в канадському університеті Летбриджа, є спосіб довести, що ніякого Великого вибуху не було. Таким чином, Всесвіт не має ні початку, ні кінця, оскільки існував вічно.

Відео дня

Їх нова модель світобудови доповнює загальну теорію відносності Альберта Ейнштейна квантовими рівняннями, а також може дати зрозуміле пояснення темної матерії і темної енергії.

Теорія Алі і Даса вступає у рішуче протиріччя з загальноприйнятою космологічною моделлю, основні постулати якої знає будь-який школяр.

Ця модель передбачає, що приблизно 13,8 млрд років тому сталася подія, що отримала назву "Великий вибух". До того часу існувала лише якась точка нескінченної щільності, яку називають сингулярністю. Відтоді Всесвіт нескінченно розширюється, стверджують прихильники цієї теорії.

Теория Большого взрыва

Теория Большого взрыва Фото:

Основою для теорії Великого вибуху стала математика теорії загальної відносності. Слабким місцем цієї моделі є той факт, що вона може пояснити, що відбувалося після Великого вибуху, але не до нього.

Алі і Дас вирішують цю проблему.

Поправки до Ейнштейна

Вчені спираються у своїй роботі на ідеї знаменитого фізика-теоретика Девіда Бома і вносять корективи в знамените рівняння Амаля Кумара Райчаудхурі, яке описує рух частинок матерії, розташованих близько одна до одної.

Це рівняння — не тільки важлива складова багатьох теорій, які базуються на основі загальної теорії відносності. Але й один з головних інструментів для доведення того, що гравітація є однією з фундаментальних сил у Всесвіті.

Свого часу, незалежно від Райчаудхурі до аналогічного рівняння прийшов радянський фізик Лев Ландау. Але вийшло так, що в світі велику популярність одержало саме рівняння індуса.

Вносячи свої доповнення в це знамените рівняння, Алі і Дас роблять спробу об'єднати квантову механіку і загальну теорію відносності. І в результаті за їх уявленням виходить, що Всесвіт в минулому дійсно був відчутно меншим, ніж зараз, але ніколи не існував у вигляді точки сингулярності.

«Сингулярність є найбільшою проблемою теорії Великого вибуху, оскільки звичайні закони фізики в цьому місці не застосовуються», – констатує Алі.

Темні справи

Є й інша давня задача, яку може допомогти вирішити рівняння Алі і Даса. Однією з головних загадок є темна енергія, яка займає близько 95% всього Всесвіту. Але її неможливо «помацати», і ми про неї досі нічого до пуття не знаємо.

Дас і Алі припускають, що темна енергія і темна матерія можуть походити від конденсату Бозе-Ейнштейна. Так називають агрегатний стан речовини, основу якого складають бозони, охолоджені до температур, близьких до абсолютного нуля. Завдяки цьому на макроскопічному рівні починають проявлятися квантові ефекти.

У 1995 році американські вчені змогли отримати конденсат Бозе-Ейнштейна з атомів рубідію, охолоджених до 170 нанокельвінів. За цю роботу в 2001 році була вручена Нобелівська премія з фізики.

Теория Большого взрыва имеет слабое место - общепринятые законы физики не позволяют описать ни точку сингулярности, ни саму природу начала Вселенной
Теория Большого взрыва имеет слабое место - общепринятые законы физики не позволяют описать ни точку сингулярности, ни саму природу начала Вселенной Фото:

Дас і Алі припускають, що такий конденсат існував у ранньому Всесвіті і міг бути сформований гравітонами — гіпотетичними частинками, які не мають маси, але несуть гравітацію.

Звичайно, запропонована єгиптянином і індусом модель не є повноцінною теорією квантової гравітації. Але це цікава спроба об'єднати квантову теорію і загальну теорію відносності, відзначає науковий оглядач Ганна ЛеМайнд.

Саме таке об'єднання, або інакше кажучи, примирення, є однією з основних задач сучасної фізики.

Великий стрибок

Це не перша і не єдина теорія, яка заперечує загальноприйняту космологічну модель. Але за рік з моменту появи модель Даса і Алі поступово завойовує популярність.

Тим часом є свої прихильники і в теорії, яка пропонує інший тип примирення моделей світобудови, що конфліктують між собою.

Так, британський фізик Стівен Геллей з Імперського коледжу в Лондоні, опублікував в авторитетному виданні Physical Review Letters роботу про те, що потенційним вирішенням всіх проблем з Великим вибухом може бути повернення до популярної в 1920-х теорії Великого стрибка.

Згідно з нею, не було точки сингулярності. А просто «давній Всесвіт» трансформувався в наш за допомогою поки що невідомих законів квантової механіки. Власне, ця трансформація і могла бути тим самим «Великим вибухом».

На думку Геллена, всі атоми і частки матерії в «стародавньому Всесвіті» підкорялися законам квантової механіки. Він припускає, що незважаючи на загальноприйняту теорію про те, що квантові закони діють тільки на субатомні частинки, в цьому випадку вони діяли на глобальному рівні. Ці закони не дозволили електронам розгубити свою енергію і зійти зі своїх орбіт.

Простіше кажучи, матерія з «давнього Всесвіту» була врятована завдяки квантовій механіці.

«Квантова механіка рятує нас, коли все йде шкереберть, – пояснює Геллей. – Вона врятувала електрони від падіння і руйнування атомів, вона врятувала «давній Всесвіт» від Великого вибуху».

«Ми змогли описати те, що відбувалося в той момент з точки зору квантової механіки, – додає його канадський колега Ніл Турків. – І це дозволяє припустити, що так званий Великий вибух був «стрибком», який перетворив стискання «стародавнього Всесвіту» на розширення нового Всесвіту».

Читайте також: Жарти геть. Вчені нарешті змогли пояснити, чому вночі темно

Показати ще новини
Радіо НВ
X