Теория вечного взрыва (циклическая модель Вселенной) — космологическая гипотеза, предполагающая, что Вселенная проходит через множественные и по сути бесконечные циклы эволюции. Это альтернатива общепринятой модели Большого взрыва.
Согласно циклической модели, Большой взрыв — не уникальное событие, а одна из стадий циклически повторяющегося процесса «перерождений» вселенных. Пространство-время в этой модели существует вечно и существовало задолго до рождения «текущей» Вселенной.
Процесс циклической модели
1.Вселенная расширяется, как наблюдается сейчас.
2.Затем это расширение постепенно замедляется под действием гравитации.
3.После этого Вселенная начинает сжиматься.
4.В конце цикла происходит «схлопывание» Вселенной до микроскопического размера.
5.Энергия, выделившаяся в результате этого колоссального сжатия, порождает новый Большой взрыв, и цикл опять повторяется.
В некоторых циклических моделях трёхмерное пространство Вселенной претерпевает бесконечно сменяющие друг друга циклы расширения и сжатия, в некоторых — всегда только расширяется (но при этом имеют место бесконечные циклы расширения и сжатия пространства в дополнительном четвёртом измерении).
История
В 1930-х годах некоторые физики, включая Альберта Эйнштейна, предполагали модель циклической Вселенной как альтернативу вечному расширению (гипотезе тепловой смерти). Предполагалось, что возникнув из сингулярности Большого взрыва, Вселенная проходит период расширения, после чего гравитационное взаимодействие останавливает расширение и начинается обратное сжатие Вселенной в сингулярность (Большое сжатие), и весь этот цикл повторяется снова и снова.
В начале XXI века физики-теоретики из Принстонского университета Пол Стейнхардт и Нил Турок с соавторами предложили одну из новых циклических моделей, основанную на теории бран. В этой модели повторение циклов происходит не за счёт смены расширения и сжатия пространства самой браны (Вселенной), а за счёт расширения и сжатия пространства между бранами в дополнительном измерении.
Критика
- Работа Ричарда Толмана, вышедшая в 1934 году, показала несостоятельность модели по причине проблемы энтропии: согласно второму закону термодинамики, энтропия может только возрастать. Вследствие этого последующие циклы увеличиваются по масштабам и продолжительности, а из экстраполяции назад во времени следует, что предыдущие циклы оказывались всё более пространственно ограниченными и менее длительными, сходясь к нулевым значениям, то есть снова приводя к первоначальному Большому взрыву (но не заменяя его).
- Теория не объясняет начальные условия первого Большого взрыва — она предполагает, что наша Вселенная — всего лишь один из бесконечных циклов, но не объясняет, откуда берутся эти циклы или что вызвало первый Большой взрыв.
- Теория не объясняет текущее ускорение расширения Вселенной, которое показали наблюдения.
Прямых доказательств «правоты» циклической модели на сегодняшний день нет. Учёные предлагают несколько способов их поиска: при дальнейшем изучении реликтовых гравитационных волн, тщательный анализ космического микроволнового фонового излучения, распределение галактик и тёмной материи во Вселенной.