Вселенная родилась в черной дыре? Новая теория происхождения космоса

Изображение от Yihan Wang с сайта Pexels

Новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review D, бросает вызов общепринятой теории Большого взрыва как начала всего сущего. Ученые выдвигают гипотезу, что наша Вселенная могла возникнуть в результате "отскока" – обратного движения после колоссального гравитационного коллапса, сформировавшего черную дыру.

Эта концепция "вселенной-черной дыры" предлагает взглянуть на космическое происхождение с точки зрения известных физических законов. Вместо того чтобы отправной точкой считать расширение, восходящее к загадочной сингулярности, модель рассматривает, что происходит, когда огромное количество вещества сжимается под действием гравитации, подобно тому, как звезды превращаются в черные дыры. Однако, в отличие от сингулярностей, предсказанных классической физикой, эта модель использует квантовую механику, чтобы показать: коллапс не длится бесконечно.

Квантовый отскок: что это такое?

Отскок происходит благодаря принципу квантового исключения. Этот принцип гласит, что идентичные частицы, такие как фермионы, не могут быть сжаты в одно и то же квантовое состояние. В результате сжатие достигает предела и обращается вспять, вызывая тот самый "отскок". Как утверждают авторы исследования, "отскок не просто возможен – он неизбежен при определенных условиях".

Как работает модель и что она предсказывает?

Модель исследует сферический коллапс массы M с начальным размером χ* внутри искривленной области, определяемой как k ≡ 1/χₖ² ≤ 1/χ*². Вещество внутри рассматривается как идеальная жидкость, которая со временем переходит от состояния "пыли" (P = 0) к стабильной плотности энергии ρG. Это приводит к отскоку при условии: R_B = (8πGρG / 3)^−1/2

После отскока Вселенная переживает период стремительного расширения, причем давление P(ρ) действует как инфляционный потенциал. Этот процесс похож на то, как стандартная космология описывает инфляцию в ранней Вселенной и современную темную энергию.

Модель также предсказывает небольшую, но заметную положительную кривизну пространства: −0.07 ± 0.02 ≤ Ωₖ

Интересно, что отскок происходит внутри гравитационного радиуса r_S = 2GM, который изнутри ведет себя как космологическая постоянная Λ. Снаружи же объект выглядит как обычная черная дыра Шварцшильда.

Что дальше? Будущие исследования

В будущем проверить предсказанную кривизну пространства смогут такие миссии, как Euclid. Другие проекты, например, Arrakihs, будут изучать слабые особенности, включая звездные гало и спутниковые галактики, которые могут быть связаны с древними компактными объектами, такими как черные дыры, пережившие отскок.

Согласно этой теории, Большой взрыв – это не рождение всего сущего, а лишь начало нового цикла внутри черной дыры, сформировавшейся в большей Вселенной. Как говорится в статье The Conversation, "мы наблюдаем не рождение всего из ничего, а скорее продолжение космического цикла".

Мнение редакции: Эта теория предлагает интересную альтернативу общепринятой модели Большого взрыва, позволяя взглянуть на происхождение Вселенной под другим углом. Необходимы дальнейшие исследования и наблюдения для подтверждения или опровержения этой гипотезы, но сам факт ее существования стимулирует научные дискуссии и поиск ответов на фундаментальные вопросы о нашем мире.