Существовали ли другие вселенные до Большого взрыва?
«До Большого взрыва существовала более ранняя Вселенная, которую сегодня можно наблюдать. Большой Взрыв не был началом», — эти слова произнес английский физик и математик сэр Роджер Пенроуз во время вручения Нобелевской премии по физике в 2020 году. Британская The Telegraph также приводит слова выдающегося ученого: «Что-то существовало до Большого взрыва и это что-то продолжит свое существование в будущем». Нобелевский лауреат считает, что наш Большой взрыв начался с того, что являлось далеким будущим более ранней эпохи. Причина, по которой он так думает, заключается в таинственной физике черных дыр – еще в 1964 году, спустя девять лет после смерти Эйнштейна, сэр Роджер предположил, что черные дыры являются неизбежным следствием Общей теории относительности (ОТО). Его новаторская статья до сих пор считается самым важным вкладом в теорию относительности со времен Эйнштейна и доказательства Большого взрыва.
По мнению Пенроуза, Вселенная будет продолжать расширяться до тех пор, пока вся ее материя в конечном итоге не распадется, после чего на ее месте возникнет новая.
Что такое «точки Хокинга»?
Пенроуз обнаружил шесть «теплых» точек в небе, называемых «точками Хокинга» («hawking points»), диаметр которых примерно в восемь раз больше диаметра Луны. Свое название они получили в честь британского физика-теоретика Стивена Хокинга, который утверждал, что черные дыры «пропускают» излучение и в конечном итоге полностью испаряются. Время, которое требуется черной дыре, чтобы полностью испариться, огромно, возможно, больше, чем возраст нашей нынешней Вселенной, поэтому их нельзя обнаружить. Однако Пенроуз считает, что «мертвые» черные дыры из предыдущих вселенных или «эонов» теперь наблюдаемы. Если он прав, это доказывает правильность теорий Хокинга.
У нас есть Вселенная, которая все расширяется и расширяется. Вся масса в ней распадается и в этой моей сумасшедшей теории это отдаленное будущее становится Большим взрывом другого Эона. Черные дыры в этой другой вселенной могли исчезнуть из-за испарения Хокинга и создать точки в небе, которые я называю точками Хокинга. Мы их видим. Эти точки примерно в восемь раз превышают диаметр Луны и представляют собой слегка прогретые области. На сегодняшний день у нас есть весомые доказательства существования по крайней мере шести из них.
Нобелевский лауареат по физике 2020 года, сэр Роджер Пенроуз.
Ранее в этом году в журнале Monthly Issues of the Royal Astronomical Society вышла работа сэра Пенроуза, посвященная точкам Хокинга. В статье представлены данные наблюдений многочисленных ранее ненаблюдаемых аномальных круглых пятен в космическом микроволном фоновом излучении (реликтовом излучении), со значительно повышенной температурой.
Еще больше увлекательных статей о последних научных открытиях в области теоретической физики, читайте на нашем канале Google News.
Реликтовое излучение – это, по сути, электромагнитное излучение, оставшееся от самой ранней космологической эпохи, которая пронизывает всю вселенную. Считается, что реликтовое излучение сформировалось примерно через 380 000 лет после Большого Взрыва и содержит тонкие указания на то, как формировались первые звезды и галактики.
Точки Хокинга – это, по сути, погибшие черные дыры, которые существовали до Большого взрыва (породившего нашу Вселенную) и которые пережили свои собственные Вселенные. Однако теперь они находятся на исходе своей жизни и испускают излучение, испаряясь в ничто. Нобелевский лауреат отмечает, что «наш Большой взрыв начался с чего-то, что было отдаленным будущим предыдущего Эона (Вселенной), и в ней были бы такие же черные дыры, как в нашей Вселенной, проходящие через испарение Хокинга. Именно они произвели бы эти точки в небе, которые я называю точками Хокинга.»
Спорная теория
Как отмечает The Telegraph, эта идея спорна, хотя многие ученые считают, что Вселенная существует в непрерывном цикле расширения, происходящем до «Большого сжатия», за которым следует новый Большой взрыв. Пенроуз также отметил, что в прошлом черные дыры считались теоретически существующими объектами. Подробнее о том, как выглядит черная дыра и как ученым удалось ее сфотографировать читайте в этой статье.
В 1988 году Роджер Пенроуз разделил премию Вольфа по физике с профессором Стивеном Хокингом за совместную работу над черными дырами.
Сэр Роджер разделил Нобелевскую премию по физике с профессорами Рейнхардом Герцелем из Института внеземной физики Макса Планка и Андреа Гез из Калифорнийского университета, которые доказали, что в центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра Стрелец А (Sagittarius A*).
Напомним, что черные дыры являются самыми таинственными объектами во Вселенной, не считая, конечно, темной энергии и темной материи. В 2017 году Нобелевскую премию по физике вручили ученым коллабораций LIGO и VIRGO за открытие гравитационных волн – ряби пространства-времени, вызванной столкновением двух сверхмассивных черных дыр. Это открытие положило начало новой эре исследований гравитации.
Источник
Что было во Вселенной до Большого Взрыва?
В мире много загадок, над которыми до сих пор бьются самые светлые головы человечества. Однако однозначного ответа на некоторые вещи пока что людям найти не дано. Одной из таких дилемм является известная теория Большого взрыва. Узнав об этой теории, возникает естественный вопрос: а что было до Большого Взрыва? На этот счет существуют разные мнения. Некоторыми из них мы с вами поделимся.
Ничего не было?
Теория Большого взрыва гласит о том, что Вселенная появилась из бесконечно малой точки и бесконечно малой плотностью и постоянно расширяется во все стороны. Но что было до этого расширения?
Согласно одной из самых популярных теорий, до Большого взрыва не существовало ничего. Одним из главных популяризаторов этой теории являлся ныне покойный Стивен Хокинг, который объяснял ее следующим образом . По словам ученого, который придерживается подхода Евклида к квантовой гравитации, у Вселенной отсутствуют какие-либо границы. А ее начало можно сравнить с Южным полюсом, «южнее» которого нет ничего. А раз за ним ничего не существует, то и до Большого взрыва ничего не было.
Или всё-таки что-то было?
По мнению других ученых , Вселенная не могла появиться из пустоты, поэтому и Большому взрыву есть логичное объяснение. На их взгляд, наша Вселенная существовала всегда, но в один момент начала быстро расширяться и расти, порождая новые вселенные, которые можно назвать результатами таких Больших взрывов. И наша Вселенная лишь одна из множества появившихся из-за расширения Мегавселенной.
Есть еще одна теория, которая говорит о раннем существовании других Вселенных, которые предшествовали появлению нашей. Предполагается, что их было минимум две, а Большой взрыв произошел в результате их столкновения, которое породило новую Вселенную.
Одна Вселенная, затем ещё одна и так далее.
По мнению профессора Смолина из канадского Института теоретической физики наша Вселенная возникла в результате естественного отбора . Чтобы объяснить ее появление, Смолин воспользовался теорией Дарвина, перенесся ее на космологические процессы. Профессор считает, что до существования нашей Вселенной, была еще одна, а до нее, в свою очередь, другая. Появление же каждой из них ученый связывает с возникновением черных дыр. Внутри нее материя сжимается до предела, после чего происходит резкое расширение, что можно считать Большим взрывом, который и формирует новую Вселенную.
У коллеги профессора Смолина Парама Сингха на этот счет есть другое мнение. Во-первых, он считает, то, что принято называть Большим взрывом – нужно называть Большим прыжком. Во-вторых, по его мнению , Вселенная не могла появиться из ничего, следовательно, до нее существовало что-то, что можно назвать еще одной Вселенной, которая разрушилась в течение времени, но из-за Большого прыжка развернулась обратно до тех размеров, которые мы можем наблюдать сегодня.
Компьютерная симуляция
Команда доктора Слоана из Британии в конце 2018 года обнародовала новую версию того, что представлял собой мир до возникновения Большого взрыва. Стоит учесть, что теория британских ученых не противоречит теории относительности Эйнштейна, который одним из первых начал развивать вопрос о возникновении Вселенной. Они обратили внимание на то, что мы находимся внутри Вселенной, следовательно, у нас нет возможности определить ее точные размеры.
Взяв эту идею за основу, ученые воспроизвели компьютерную модель так называемой безразмерной Вселенной, пытаясь понять, как выглядела точка, из которой и возник Большой взрыв. Как выяснилось, за этой точкой продолжает существовать время и пространство, но они отзеркалены. То есть до возникновения Вселенной время шло в другую сторону, а пространство было расположено по-другому. А вследствие Большого взрыва уже возникла наша Вселенная с теми законами физики, которые известны нам.
«Спящая» Вселенная
Еще одна теория представляет нам модель «спящей» Вселенной. По мнению некоторых ученых, Вселенная являлась медленно эволюционирующим пространством, которое находилось в некой фазе сна. Такой тип Вселенной имеет стабильное состояние, но если его перекроет еще более стабильное, на его месте возникнет новое образование.
Существуя в таком виде, прежняя Вселенная могла являться прародительницей той, в которой живем мы. Ее стабильное состояние окончилось резким расширением, называемым Большим взрывом, что привело к новому более прочному существованию. Но если следовать этой теории, то и история нашей Вселенной может закончиться таким же образом, а вместе с ней, возможно, оборвется наша жизнь. Но это всего лишь предположение.
Источник
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
Наука
Big Think (США): что было до Большого взрыва?
Спрашивать науку, что было до начала времени, подобно вопросу «Кем вы были до рождения»
— Наука позволяет нам определить, что произошло за одну триллионную долю секунды после Большого взрыва.
— Но мы вряд ли когда-нибудь узнаем, что вызвало Большой взрыв.
— Это вызывает разочарование, но некоторые вещи совершенно непознаваемы. И это хорошо.
Давайте скажем честно: довольно странно думать о том, будто история Вселенной началась со своеобразного дня рождения 13,8 миллиарда лет тому назад. Это соответствует многим религиозным постулатам, согласно которым космос был создан благодаря вмешательству свыше, хотя наука ничего об этом не говорит.
Что случилось до начала времени?
Если все произошедшее имеет причинно-следственную связь, то что вызвало возникновение Вселенной? Чтобы ответить на очень сложный вопрос о Первопричине, в религиозных мифах о сотворении мира используют то, что антропологи культуры порой называют «позитивным бытием» или сверхъестественным явлением. Поскольку у времени в какой-то момент в далеком прошлом было начало, Первопричина должна быть особенной. Это должна быть беспричинная причина, явление, которое просто произошло, и ему ничто не предшествовало.
Но если приписывать начало всего Большому взрыву, напрашивается вопрос: а что было до этого? Когда мы имеем дело с бессмертными богами, это совсем другое дело, так как для них неподвластность времени не вопрос. Боги существуют вне времени, а мы нет. Для нас нет такого понятия как «до времени». Следовательно, если задать вопрос, что происходило до Большого взрыва, он будет в определенной степени бессмысленным, даже если нам необходимо найти смысл. Стивен Хокинг как-то раз приравнял его к вопросу «Что находится севернее Северного полюса?» А мне нравится фраза «Кем вы были до рождения?»
Аврелий Августин выдвинул гипотезу о том, что время и пространство появились вместе с сотворением мира. Для него это был, конечно же, божий промысел. А для науки?
Мультимедиа
10 худших мест для жизни во вселенной
13 фото, напоминающих о том, насколько поразительна наша Вселенная
В науке мы, чтобы понять, как Вселенная зарождалась, развивалась и взрослела, возвращаемся назад во времени, пытаясь реконструировать происходившее. Подобно палеонтологам, мы идентифицируем «окаменелости», то есть остатки вещества из давно минувших дней, а потом с их помощью узнаем о существовавших в те времена различных физических явлениях.
Мы с уверенностью исходим из того, что Вселенная расширяется на протяжении миллиардов лет, и что этот процесс продолжается сейчас. В данном случае «расширение» означает, что расстояния между галактиками увеличиваются; галактики отдаляются друг от друга со скоростью, зависящей от того, что было внутри Вселенной в разные эпохи, то есть, какая материя заполняла пространство.
Большой взрыв не был взрывом
Когда мы говорим о Большом взрыве и расширении, мы представляем себе взрыв, положивший начало всему. Поэтому мы его так и назвали. Но это неверное представление. Галактики удаляются друг от друга, потому что их буквально разводит растяжение самого пространства. Подобно эластичной ткани, пространство растягивается и несет с собой галактики, как течение реки уносит с собой бревна. Так что галактики нельзя назвать осколками, разлетающимися от взрыва. Не было никакого центрального взрыва. Вселенная расширяется во всех направлениях, и она вполне демократична. Каждая точка важна в одинаковой степени. Кто-то в далекой галактике видит удаление других галактик так же, как и мы.
(Примечание: У близких к нам галактик есть отклонения от этого космического потока, которые называются «локальным движением». Это вызвано гравитацией. Например, Туманность Андромеды приближается к нам.)
Возвращение в прошлое
Если крутить космическое кино назад, мы увидим, как материя все больше и больше сдавливается в сокращающемся пространстве. Температура растет, давление увеличивается, и начинается распад. Молекулы распадаются на атомы, атомы на ядра и электроны, атомные ядра на протоны и нейтроны, а затем протоны и нейтроны на кварки. Такое последовательное разложение материи на самые базовые и элементарные составные части происходит по мере того, как часы тикают в обратном направлении в сторону взрыва.
Например, атомы водорода распадаются примерно за 400 000 лет до Большого взрыва, ядра атомов примерно за одну минуту, а протоны с нейтронами за сотую долю секунды (при просмотре в обратном направлении, конечно). Откуда это нам известно? Мы нашли остатки радиации из того времени, когда сформировались первые атомы (реликтовое микроволновое фоновое излучение), и выяснили, как возникли первые ядра легких атомов, когда Вселенной было всего несколько минут от роду. Это как раз те космические окаменелости, которые показывают нам путь в обратном направлении.
В настоящее время мы в ходе экспериментов можем смоделировать условия, существовавшие в тот момент, когда возраст Вселенной составлял одну триллионную долю секунды. Нам это может показаться ничтожно малой величиной, однако для световой частицы фотона это продолжительное время, позволяющее ему пролететь расстояние, в триллион раз превышающее диаметр протона. Когда мы говорим о ранней Вселенной, нам следует забыть про человеческие мерки и представления о времени.
Безусловно, мы хотим как можно ближе подобраться к моменту, когда время было равно 0. Но в какой-то момент мы утыкаемся в стену незнания и можем лишь экстраполировать свои нынешние теории в надежде на то, что они дадут нам хоть какие-то намеки на происходившее в начале времени, при таких энергиях и температурах, которые мы не можем создать в лаборатории. Но одно мы знаем наверняка. Когда время близко к 0, наша нынешняя теория о свойствах пространства и времени, какой является общая теория относительности Эйнштейна, не действует.
Это сфера квантовой механики, в которой расстояния настолько малы, что мы должны представлять себе пространство не как непрерывный лист, а как зернистую структуру. К сожалению, у нас нет качественной теории, описывающей такую зернистость пространства, как нет и физических законов гравитации в квантовом масштабе (известной как квантовая гравитация). Кандидаты, конечно, есть, например, теория суперструн и петлевая квантовая гравитация. Но в настоящее время отсутствуют доказательства того, что они верно описывают физические явления.
Квантовая космология не дает ответ на вопрос
Тем не менее, любознательность человека требует приблизить границы к нулевому значению времени. Что можно сказать? В 1980-х годах Александр Виленкин, Андрей Линде и Джеймс Хартл со Стивеном Хокингом предложили три модели квантовой космологии, в которых Вселенная существует как атом, а уравнение похоже на то, что используется в квантовой механике. В этом уравнении вселенная есть волна вероятности, которая по сути дела связывает вневременную квантовую область с классической, где есть время, то есть, со вселенной, в которой мы обитаем, и которая сейчас расширяется. Переход от кванта к классике буквально означает возникновение космоса, то, что мы называем Большим взрывом. Таким образом, Большой взрыв является беспричинной квантовой флуктуацией, такой же случайной, как радиоактивный распад: от отсутствия времени к его присутствию.
Контекст
BBC: загадка взрывающихся сибирских кратеров
Forskning: пять мифов о Большом взрыве
Iltalehti: новое объяснение загадки Тунгусского метеорита
Если исходить из того, что одна из этих простых моделей верна, будет ли она научным объяснением Первопричины? Можем ли мы вообще избавиться от необходимости существования причины, пользуясь вероятностями квантовой физики?
К сожалению, нет. Конечно, такая модель стала бы поразительным интеллектуальным подвигом. Это был бы колоссальный шаг вперед в понимании происхождения всего. Но этого недостаточно. Наука не может существовать в вакууме. Ей нужен понятийный аппарат, такие понятия как пространство, время, материя, энергия. Ей нужны расчеты, нужны законы сохранения таких величин как энергия и количество движения. Из идей небоскреб не построишь, как не создашь модель без понятий и законов. Требовать от науки «объяснений» Первопричины — все равно что просить ее объяснить собственную структуру. Это просьба представить научную модель, в которой не используются прецеденты, нет более ранних концепций, которыми можно оперировать. Наука не может этого сделать, как человек не может думать без мозга.
Загадка Первопричины остается неразгаданной. В качестве ответа можно выбрать религию и веру, а еще можно считать, что наука со временем все разгадает. Мы также можем, подобно древнегреческому скептику Пиррону, смиренно признать, что существуют пределы нашего познания. Мы можем радоваться достигнутому и продолжать постигать, осознавая при этом, что нет необходимости знать все и понимать все. Достаточно того, что мы продолжаем пытливо интересоваться.
Любознательность без загадки слепа, а загадка без любознательности ущербна.
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Источник