Некоторые исследователи выдвигают гипотезу, что Большой взрыв на самом деле представлял собой результат взрывного отскока, вызванного коллапсом черной дыры, в пределах которой продолжает существовать Вселенная. Об этом сообщает издание BBC Science Focus.
Работа профессора Энрике Гастаньяга из Университета Портсмута предлагает рассматривать Большой взрыв не как традиционное событие, а как «Большой отскок». По его теории материя, стекающая в массивную черную дыру, сжимается, а затем отскакивает и расширяется, формируя нашу Вселенную.
В данном исследовании переосмыслен процесс коллапса большого и плотного газового облака под влиянием собственной гравитации. Вместо формирования сингулярности авторы предлагают, что материя, накапливаясь, достигает определённого предела и отталкивается от самой себя.
Этот отскок вызывает быстрое расширение, напоминающее эффект, который астрономы связывают с Большим взрывом. Такая модель, в которой Вселенная находится внутри горизонта событий черной дыры, помогает решить ряд фундаментальных задач, с которыми сталкивается современная космология и «стандартная модель» понимания мира.
Текущая стандартная модель действует при условии существования фазы инфляции — периода очень быстрого расширения космоса сразу после Большого взрыва. Эта модель требует введения «темной энергии» — загадочного вещества, способствующего ускоренному расширению Вселенной в последние годы.
«Но никто не знает, что представляют эти компоненты. В отличие от этого, фазы быстрого расширения в модели Вселенной как черной дыры возникаю естественным образом в результате геометрии и динамики отскока. Одно из преимуществ этой теории — простота: она объясняет инфляцию, космическое расширение и темную энергию исключительно через взаимодействие гравитации и квантовой механики, без необходимости вводить дополнительные предположения или неизвестные элементы», — подчеркнул Гастаньяга.
Однако концепция Вселенной внутри черной дыры имеет свои ограничения. Например, она пока не объясняет природу темной материи. Хотя известно, что невидимая материя распространена повсеместно и удерживает галактики на месте, её точный состав остаётся загадкой. Гастаньяга полагает, что некоторые виды материи могли возникнуть как остатки фазы коллапса Вселенной, но для проверки этого необходимы дальнейшие исследования.
Также предположение о рождении Вселенной внутри черной дыры дает понимание того, что человечество может находиться внутри такой черной дыры, которая, в свою очередь, располагается в более крупной Вселенной. Возможно, некоторые существующие черные дыры содержат собственные внутренние миры, включая маленькие черные дыры. По мнению профессора, это напоминает структуру, подобную матрешкам, где вложенные элементы становятся микрокосмами.
Тем не менее, это не значит, что все триллионы черных дыр во Вселенной содержат в себе мини-космосы, так как размер черной дыры определяет время, за которое такой микрокосмос способен сформироваться.
«Крупные черные дыры, такие как наша, позволяют возникать структурам вроде галактик, звезд и планет, тогда как небольшие быстро растут или сжимаются, не давая возможности происходить значимым процессам. Это важно, так как гравитационный коллапс предсказывает образование гораздо большего числа маленьких черных дыр по сравнению с большими. Тот факт, что мы являемся частью одной из редких очень большой черной дыры, вероятно, не случайность — только такой тип Вселенной способен поддерживать наблюдателей, подобных нам», — пояснил Гастаньяга.
Идея Вселенной как черной дыры сформировалась в результате смены подхода профессора и его команды к рассмотрению начала Вселенной. Они отказались от классического взгляда на Большой взрыв в пользу гипотезы о коллапсе материи в черную дыру.
В основе лежит принцип квантового исключения, согласно которому две одинаковые частицы не могут одновременно находиться в одном месте и выполнять одинаковую функцию. Это накладывает предел плотности материи — частицы не могут сжиматься бесконечно, не нарушая квантовых законов. Именно поэтому, к примеру, белые карлики не разрушаются под своим весом.
«Внутри черной дыры принцип исключения сохраняет силу. Он не разрешает материи сжаться до сингулярности. Вместо этого коллапс замедляется, останавливается на высокой плотности и происходит отскок, полностью исключая возникновение сингулярности», — добавил Гастаньяга.
Хотя классическая картина Вселенной, начинающейся с Большого взрыва, привлекательна теоретически, подтвердить её сложно без прямых экспериментов. Тем не менее, эта новая теория выдвигает ряд предсказаний, которые можно проверить в наблюдениях. Гастаньяга отметил, что модель предсказывает наличие слабого искривления Вселенной, напоминающего сферу.
Несмотря на то, что большинство измерений ранее указывали на плоскость Вселенной, не исключено, что существует тонкий, пока незамеченный изгиб, который требует более точных приборов. В связи с этим аппарат Euclid Европейского космического агентства проводит в настоящее время самые высокоточные измерения кривизны космоса, их результаты ожидаются к 2030 году.
«Модель также предсказывает наличие реликтовых черных дыр и реликтовых нейтронных звезд — объектов, ставших остатками фазы коллапса, переживших отскок и сохраняющихся по сей день», — добавил Гастаньяга.
Эти объекты могли оказывать влияние на формирование звезд и галактик. Возможно, в текущих космических наблюдениях удастся выявить их следы и тем самым проверить гипотезу о существовании Вселенной внутри черной дыры.
Ранее, 12 сентября, международная группа физиков представила одни из самых убедительных на сегодняшний день доказательств корректности общей теории относительности Эйнштейна и подтверждения ключевых гипотез Стивена Хокинга о природе черных дыр. Было отмечено, что за последние десять лет идентифицированы примерно 300 потенциальных слияний черных дыр, и сейчас такие события регистрируются примерно раз в три дня.