Вселенная может «прыгать» вечно. Но все равно нужно было с чего-то начинать

От мельчайшей бактерии до величайшей галактики: на горизонте маячит смерть; даже если в космических масштабах временные масштабы слишком велики, чтобы мы могли их по-настоящему понять. В конце концов, даже самой Вселенной должен прийти конец – когда погаснет последний свет, и останутся только холодные, плотные глыбы мертвых звезд.

По крайней мере, так оно и есть. Современные космологические модели. Что, если наша Вселенная не умирает холодной смертью, а коллапсирует, раздувается и снова коллапсирует, снова и снова, как гигантское космическое легкое?

Это не совсем общепринятая теория, но для некоторых космологов , наша Вселенная может быть лишь одним из длинной череды рождений, смертей и возрождений, которая не имеет ни начала, ни конца — не Большой Взрыв, а Большой Отскок.

Теперь физики показали, что последняя итерация Гипотеза Большого отскока, которая решила серьезные проблемы с предыдущими итерациями, все еще имеет довольно серьезные ограничения.

«Люди предлагали отбрасывать вселенные, чтобы сделать Вселенную бесконечной в прошлом, но мы показываем, что одна из Новейшие типы этих моделей не работают», — сказал физик Уилл Кинни из Университета Буффало.

«В этом новом типе модели, которая решает проблемы с энтропией, даже если Вселенная имеет циклы, она все еще должно иметь начало.»

В настоящее время наиболее общепринятая модель нашей Вселенной предполагает, что она возникает из точки происхождения называется сингулярностью. Около 13,8 миллиардов лет назад Вселенная, какой мы ее знаем, начала расширяться из невероятно плотного куска времени и пространства… по какой-то причине.

К сожалению, модели, поддерживающие объяснение «Большого взрыва», имеют мало много говорить о том, как может выглядеть такая сингулярность.

Гипотеза большого отскока, в качестве альтернативы, могла бы обойти проблему сингулярности, полностью отказавшись от нее. Вместо этого коллапсирующая Вселенная восстановится еще до того, как достигнет момента, разрушающего модель.

Однако у этой гипотезы есть свои проблемы. Бесконечно «подпрыгивающая» Вселенная также должна иметь бесконечно растущую энтропию, меру беспорядка во Вселенной. Если Большой взрыв был всего лишь одним из вечной серии взрывов, то энтропия должна была быть действительно высокой; но это не так. На самом деле, если бы во время Большого взрыва Вселенная имела высокую энтропию, она не могла бы существовать в том виде, в каком мы ее знаем.

В 2019 году Большой отскок получил отсрочку, когда была опубликована пересмотренная модель, которая содержал решение этого серьезного препятствия, которое десятилетиями ставило гипотезу в тупик. Исследователи обнаружили, что расширение Вселенной с каждым циклом разбавляет энтропию в достаточной степени, чтобы вернуть Вселенную в исходное состояние до следующего отскока.

Это было огромное дело, по-видимому, вернувшее Большой отскок на стол, поскольку правдоподобная космологическая модель; но теперь другие ученые сделали то, что у них получается лучше всего. Они проделали новую брешь в пересмотренной модели.

Кинни и его коллега, физик Нина Стейн, также из Университета Буффало, провели серию расчетов и обнаружили, что циклическая Вселенная не может растягиваться. бесконечное возвращение в прошлое.

«Короче говоря, мы показали, что при решении проблемы энтропии вы создаете ситуацию, когда у Вселенной должно быть начало», — объяснил Кинни. «Наше доказательство в целом показывает, что любая циклическая модель, которая устраняет энтропию путем расширения, должна иметь начало».

Это не означает, что циклическая Вселенная мертва в воде. Команда отмечает, что их работа не применима к модели циклической Вселенной физика Роджера Пенроуза, называемой конформной циклической космологией. Согласно его версии повторяющейся вселенной, каждый цикл бесконечно расширяется без периода сжатия. Это довольно сложная штука, и она потребует дальнейшей проработки.

На данный момент, однако, кажется, что Большой отскок, по крайней мере, потребует немного больше размышлений, чтобы оставаться жизнеспособным.

«Мысль о том, что был момент времени, до которого не было ничего, не было времени, беспокоит нас, и мы хотим знать, что было до этого, включая ученых», – сказал Штейн. «Но, насколько мы можем судить, должно было быть «начало». Есть точка, для которой нет ответа на вопрос «Что было до этого?»»

Исследование был опубликован в Журнале космологии и астрофизической физики.