Гениальный физик Стивен Хокинг перед смертью успел поделиться с миром еще одной своей идеей — в последней статье, написанной в соавторстве с Томасом Хертогом из Лёвенского католического университета (KU Leuven), он выдвинул теорию о зарождении Вселенной.
По их словам, Вселенная намного проще, чем предполагают современные теории о мультивселенной. Идея Хокинга и Хертога основывается на хаотической теории инфляции — сценарии развития Вселенной в инфляционной модели Вселенной.
После Большого взрыва Вселенная пережила период экспоненциальной инфляции. Затем расширение замедлилось, а энергия превратилась в материю и излучение.
Согласно хаотической теории инфляции, некоторые пузыри пространства вообще прекратили расширяться. Но в других пузырях инфляция не останавливалась, что привело к появлению бесконечного количества мультивселенных.
Согласно этой теории, всё, что мы видим в видимой части Вселенной, находится в одном из таких пузырей, где инфляция остановилась, дав дорогу формированию звезд и галактик.
Обычная хаотическая теория инфляции предсказывает, что наша вселенная похожа на бесконечный фрактал с мозаикой разных карманных вселенных, разделенных расширяющимся океаном, — объясняет Хокинг.
Местные законы физики могут различаться в разных «кармашках» вселенных, из которых состоит множественная Вселенная. Но мне никогда не нравилась идея множественной Вселенной. Если количество различных вселенных в мультивселенной велико или бесконечно,
эту теорию нельзя будет протестировать
Пол Стейнхардт, один из авторов хаотической теории инфляции, не так давно даже отказался от этой модели. Он заявил, что эта теория взяла проблему, которую должна была решить,— теоретизировать Вселенную, которая бы совпадала с нашими наблюдениями ,— и просто перенесла ее в новую модель.
Последняя теория Стивена
Последняя теория Хокинга основывается на теории струн — модели, которая пытается связать общую теорию относительности (ОТО) с квантовой теорией путем замены частиц-точек на маленькие, вибрирующие одномерные струны.
В теории струн голографический принцип предполагает, что пространство может быть описано на границе этого пространства, то есть вся информация, содержащаяся в некой области пространства, может быть представлена как «голограмма» — теория, которая «живёт» на границе этой области.
Вселенная — это голограмма, в которой физическая реальность трехмерного формата может быть математически сжата в двумерные проекции на ее поверхности.
Ученые разработали вариантголографического принципа, который преобразует измерение времени в хаотической теории инфляции, что позволило им описать модель, не полагаясь на ОТО.
Это позволило математически сжать хаотическую теорию инфляции до безвременного состояния на пространственной поверхности в начале вселенной — создать голограмму хаотической инфляции.
«Если отследить эволюцию нашей Вселенной обратно во времени, в какой-то момент мы окажемся на границе хаотической инфляции, где знакомое нам понятие времени теряет весь смысл,» — объясняет Хертог.
В 1993 году Хокинг совместно с физиком Джеймсом Хартлом предложили идею “безграничной теории” или “состояния Хокинга-Хартла”. Они предположили, что до Большого взрыва существовало пространство, но не было времени. То есть Вселенная расширилась из одной точки, но у нее нет границ.
Согласно этой новой теории у ранней Вселенной все же была граница, именно это и позволило Хокингу и Хертогу вынести более надежные предсказания о структуре Вселенной.
«Мы предсказываем, что наша вселенная, в самом большом масштабе, относительно равномерна и в общем-то конечна. Поэтому она не является фрактальной структурой, «— сказал Хокинг.
Такой результат не опровергает теорию множественной Вселенной, но сокращает ее до более мелкого масштаба. А это означает, что теорию о мультивселенной будет проще протестировать в будущем, если выкладки Хокинга и Хертога будут подтверждены другими физиками.