Спросить у ученого, что было до Большого взрыва — это почти гарантированно завести разговор на самую сложную тему в космологии.
Потому что точного пока объяснения нет. Но есть предположения — и они звучат уже любопытно.
Что такое этот самый Большой взрыв? Правда ли, что наша Вселенная перерождается снова и снова? А через черные дыры можно попасть в другую вселенную?
Космолог Артём Асташёнок отвечает на эти и другие вопросы.
Классическая теория Большого взрыва и квантовая космология
Классическая модель описывает начало Вселенной как взрыв из сверхплотной и горячей точки — сингулярности. Но откуда взялась эта точка — остается открытым вопросом.
Одна из современных гипотез связана с квантовой космологией. Согласно ей, Вселенная могла возникнуть в результате квантового туннелирования из четырехмерного пространства — пространства с четырьмя пространственными измерениями, одно из который впоследствии становится временем.
Туннелирование — процесс, при котором система выходит за предсказуемые пределы и «нарушает» классическую физики.
Аналогичный эффект наблюдается, например, при альфа-распаде: частица покидает ядро, хотя классические законы запрещают это.
По аналогии, рождение Вселенной — это как бы переход через барьер, за которым появляется пространство, время и физические законы. Этот процесс пока не поддается прямому экспериментальному подтверждению, но теоретически он укладывается в рамки квантовой физики.
Что такое квантовое туннелирование?
Квантовая космология — это попытка объединить общую теорию относительности и квантовую механику, чтобы описать рождение и эволюцию Вселенной на самых ранних этапах. Проблема в том, что в этих масштабах и условиях перестает работать и классическая гравитация, и привычная квантовая физика.
В таких условиях возможны разные сценарии. Один из них — идея квантового туннелирования, при котором Вселенная возникает из «состояния без пространства и времени». В каком-то смысле множество потенциальных Вселенных может быть заложено в континууме, из которого происходит туннелирование. Это континуум — нечто за пределами привычного пространства и времени.
Можно спросить: а что было до этого континуума? Но тут уже начинаются философские вопросы, на которые физика ответить не может.
Черные дыры: новые Вселенные или просто «коридор» между мирами
Существуют гипотезы, согласно которым черная дыра может быть не только концом материи, но и переходом в другую вселенную. Некоторые модели предполагают, что внутри черной дыры могут возникать квантовые флуктуации и даже новые пространства.
В рамках решений уравнений Эйнштейна допустимы так называемые «кротовые норы» — теоретические проходы между удаленными областями пространства или даже между разными вселенными.
Но физики подчеркивают: пока это чисто математические конструкции. Экспериментальных подтверждений их существования нет.
Наша Вселенная — не первая? Были и другие?
Существует модель, согласно которой наша Вселенная — не первая и не последняя. В ней предполагается, что до Большого взрыва существовала другая Вселенная, которая расширялась, затем сжалась — произошел «отскок».
В этой модели Вселенная развивается циклически: расширение, сжатие, снова расширение. Каждый цикл — как новая «версия» мира. Но даже если это так, для нас это почти ничего не меняет: наша Вселенная началась с того состояния, которое мы называем Большим взрывом.
Некоторые космологи уточняют: возможно, то, что мы считаем последствиями Большого взрыва, на самом деле вызвано другими процессами, которые дают такие же наблюдаемые данные. Это пока нельзя исключить. Но большинство ученых склоняется к тому, что с каждым шагом мы все же приближаемся к пониманию картины мира.
Когда появилось время?
Когда мы говорим «до Большого взрыва», мы интуитивно представляем себе линию времени — как будто время уже существовало, и мы просто отматываем пленку назад. Но это не совсем так.
Согласно одной из гипотез, само время появляется в момент рождения Вселенной. То есть вместе с пространством. В том самом туннелировании, о котором говорили выше, одно из четырех пространственных измерений становится временным. И с этого момента можно говорить о длительности, о последовательности событий, об эволюции.
Время — это мера изменений. Пока ничего не меняется, нет и времени.
Представьте, что перед вами — набор одинаковых фотографий. Если все они совершенно идентичны, вы не сможете сказать, в каком порядке их смотреть. Но если хотя бы на одной из них человек чуть повернул голову — у вас появляется ориентир. Появляется последовательность. А значит, и время.
Так же и с Вселенной: пока не происходило изменений — не было и времени. Оно возникло в тот момент, когда началась эволюция мира.
Полный подкаст можно посмотреть по ссылке
Следите за нами в социальных сетях:
Наши каналы в дзене:
- Про науку
- Про бизнес
- Про здоровье