Мифы о Вселенной

За века существования человеческой цивилизации ученые накопили массу информации о нашей Вселенной. Тем не менее есть еще загадки, опровергающие уже имеющиеся знания об устройстве мироздания. Например, с чего, собственно, Вселенная началась… Согласно наиболее распространенной модели развитие мироздания циклично, то есть Вселенная то сжимается, то расширяется, и этот процесс продолжается бесконечно. Ну хорошо, а что было до того, как он начался? По мнению физиков Уилла Кинни и Нины Стейн из Университета Буффало, циклическая модель неверна. Статья исследователей под названием «Циклическая космология и геодезическая полнота» была опубликована в журнале Cosmology and Astroparticle Physics.

Кинни, который является также доктором философии и профессором физики в Колледже искусств и наук при Нью-Йоркском университете, недавно опубликовал книгу под названием «Бесконечность миров», в которой излагается альтернативная теория так называемой космической инфляции. Согласно ей ранняя Вселенная сначала пережила период быстрого расширения, а затем такого же быстрого сжатия, что в итоге привело к Большому взрыву. Далее мы знаем: благодаря взрыву образовались первичные элементы, из которых впоследствии сформировались галактики, звезды и планеты, а впоследствии биологическая жизнь и все, что есть сейчас в мире. Но тогда возникает вопрос: а что было до того, как начался этот самый процесс инфляции?

«К сожалению, уже почти 100 лет известно, что эти циклические модели не работают, потому что во Вселенной со временем накапливается беспорядок, или энтропия, поэтому каждый цикл отличается от предыдущего. Это не совсем циклично, – комментирует Кинни. – Недавняя циклическая модель решает эту проблему накопления энтропии, предполагая, что Вселенная расширяется с каждым циклом, разбавляя энтропию. Вы растягиваете все, чтобы избавиться от космических структур, таких как черные дыры, которые возвращают Вселенную в исходное однородное состояние до того, как начнется новый отскок». Ученые полагают, что, если проблема энтропии устраняется посредством расширения Вселенной, последняя обязательно должна иметь начало. «Мысль о том, что был момент времени, до которого не было ничего, не было времени, беспокоит нас, и мы хотим знать, что было до этого», – заявляет Стейн.

Еще один парадокс связан с так называемой темной материей. Классическая модель космологии утверждает, что подавляющее большинство галактик окружены ореолом из частиц этой материи. Хотя ее нельзя разглядеть, она создает эффект гравитации, который влияет на соседние галактики. Однако недавнее исследование, проведенное учеными Боннского университета (Германия) в сотрудничестве с Университетом Сент-Эндрюс (Шотландия), поставило данную концепцию под сомнение.

Свои выводы авторы опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Речь идет о форме материи, которая не обладает электромагнитными свойствами и не может взаимодействовать с обычной материей иначе, как в гравитационном плане. Поэтому единственный способ наблюдать ее – это фиксировать эффекты гравитации. В то же время астрономические расчеты показывают, что количество темной материи может составлять около 80% от массы всей Вселенной и именно она способствует формированию звезд и галактик. Исследователи обратили внимание на карликовые галактики одного из ближайших к Земле галактических скоплений, носящего название Форнакс.

Дело в том, что если на малые галактики влияет гравитационное поле соседних, более крупных, то наблюдаются следы гравитационного возмущения. Но, если галактики окружены темной материей, она должна частично защищать их от этих воздействий. В случае с Форнаксом ничего подобного не происходило. То есть специалисты наблюдали следы возмущения, однако «уровень беспокойства», зависящий от внутренних свойств галактик и расстояния до центра скопления, обладающего мощной гравитацией, оказался гораздо выше ожидаемого. Другими словами, защита из темной материи у этих галактик отсутствовала. Но если бы большие галактики были действительно окружены темной материей, то их гравитационные свойства привели бы к уничтожению более мелких.

По словам авторов исследования, это не первый случай, опровергающий роль темной материи в галактических процессах. Не исключено, что ее и вовсе не существует, ведь это только часть теоретической модели Вселенной и космоса, а модель может оказаться неверна.

Такие «неправильности» могут служить доказательством того, что наша Вселенная – всего лишь часть гигантской Мультивселенной. Об этом в последнее время все чаще говорят ученые. «К концу этого столетия мы должны получить информацию о том, живем ли мы в Мультивселенной и насколько разнообразны составляющие ее «вселенные», – предрекает известный британский космолог и астрофизик лорд Мартин Рис. – Ответ на этот вопрос определит, как мы должны интерпретировать «биологически дружественную» Вселенную, в которой мы живем».

По мнению Риса, то, что возникло после пресловутого Большого взрыва, могло происходить лишь на одном участке времени и пространства. Да и не факт, что взрыв был один-единственный. «Эта картина множества вселенных не случайная идея, а конкретный сценарий, предложенный теориями фундаментальной физики, такими как теория струн, – комментирует директор Центра теоретической физики Беркли Ясунори Номура. – Таким образом, мы могли бы проверить предсказания этого сценария, даже не отправляясь в другую Вселенную.

Например, наша Вселенная может столкнуться с другой Вселенной, след которой в принципе можно увидеть на небе, в частности, в виде характерного рисунка в так называемом космическом микроволновом фоновом излучении». Есть также гипотеза, что в других вселенных законы физики могут быть иными, чем в той, где обитаем мы. «Например, природа элементарных частиц и закон, управляющий их поведением, имеют разные формы, – поясняет Номура. – Для некоторых вселенных даже количество измерений пространства-времени может быть разным».Хотя, по словам Номуры, должны существовать физические законы, одинаково действующие во всей Мультивселенной. В частности, это принципы квантовой механики.

Ида ШАХОВСКАЯ