Вихри света — следы Вселенной, которая была до нас?

16 August 2018

Вам не кажется это знакомым?

Вихри света — следы Вселенной, которая была до нас?

Если наша Вселенная действительно живет в вечном цикле расширения и сжатия, черные дыры бы оставляли следы. И выглядели бы эти следы как раз как эти вихри, недавно обнаруженные в слабом эхо излучения границы космоса.

Будет поспешным считать это неопровержимым признаком правоты модели конформной циклической космологии (КЦК), к тому же есть и другие возможные объяснения этим “шрамам”. Но в любом случае на находку стоит обратить внимание. 

Математик-физик Роджер Пенроуз известен не меньше Стивена Хокинга и Леонарда Сасскинда. Его модель пульсирующей Вселенной без начала и конца не так то просто понять, но она является достойным конкурентом в гонке за создание теории всего.

| Читайте также: Я была студенткой Стивена Хокинга — вот, чему он меня научил

Большинство космологов поддерживает теорию, что мы живем в расширяющейся Вселенной, которая началась из одной точки — сингулярности, и мы не знаем, что было до этого, и что будет в будущем.

Модель КЦК Пенроуза появилась как ответ на любопытный дисбаланс между температурой ранней Вселенной, данные о которой были получены из измерений, и состоянием порядка, который теоретически должен был быть.

По теории Пенроуза, это несоответствие реальных данных нашим теоретическим представлениям можно приписать смерти существовавшей до нас Вселенной, которая исчезла до Большого Взрыва. Циклические вселенные бывают разных видов, все зависит от рассматриваемой модели. Некоторые предполагают, что такова судьба и нашей Вселенной — однажды сжаться обратно до сингулярности.

Согласно предположениям Пенроуза, в будущем Вселенная не схлопнется — она будет расширяться и расширяться, пока все в ней не превратится в свет, а сами понятия пространства и времени потеряют свое значения из-за существующих расстояний. В такой момент наша Вселенная не будет отличаться от сингулярности, из которой может родиться новая Вселенная.

Из этой истории получился бы неплохой научно-фантастический роман, но наука требует чуть больше, чем просто идеи. Поэтому Пенроуз ищет данные наблюдений, которые бы могли подтвердить его модель КЦК.

И, возможно, он их нашел — это вихревые рисунки поляризации, называемых B-модами, на карте реликтового излучения

Поляризация B-мод (BICEP-2)
Поляризация B-мод (BICEP-2)

Считается, что эти вихри магнитной полярицации создаются, когда в периоды расширения ранней Вселенной растягивается свет, и благодаря другим эффектами линзирования. Это, конечно, если они вообще существуют, а не являются артефактами наших наблюдений.

Нам еще многое предстоит узнать об этих вихрях, особенно с учетом того, что их впервые обнаружили лишь несколько лет назад. И даже если гравитационные волны обеспечивают их существующими характеристиками, базовая причина их возникновения остается под вопросом.

В своем недавнем отчете Пенроуз с коллегами предположили, что эти рисунки могут иметь крайне экзотическое происхождение.

Речь идет о 20 B-модах на карте реликтового излучения, которая была создана по данным сенсора BICEP-2 еще в 2014 году. Ученые показали, что можно отследить их стартовую точку к испарившимся черным дырам давней эпохи.

Считается, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик постепенно исчезают из-за эффекта излучения Хокинга. Это крайне медленный процесс, но когда время исчисляется миллиардами лет, куда торопиться?

С одной стороны, эту невыносимо долгую и медленную смерть сложно считать взрывом. Но если проигнорировать проблемы со временем, этот медленный взрыв становится тем, что Пенроуз называет точкой Хокинга. И вот эта точка может оставлять слабый след на в остальном довольно безликом полотне, из которого родится новая вселенная.

Ранее Пенроуз предлагал версию, что массивный взрыв от столкновения черных дыр в ранней вселенной можно считать доказательством их существования. 

Черные дыры, несомненно, вызывают некоторые очень необычные феномены, так что если что-то и способно пережить перерождение вселенной, то это следы их смерти.

Еще рано называть это неопровержимыми доказательствами. Статья Пенроуза сейчас рассматривается другими физиками на сайте arxiv.org, и привлекает к обсуждению все больше членов научного сообщества.

К тому же BICEP-2 до сих пор не опубликовал сырые данные, которые могут изменить построение этой модели. Да и остается вероятность, что эти вихри являются шумом от космической пыли.

Нужно отдать должное, команда Пенроуза воспользовалась данными других измерений реликтового излучения с космического телескопа Планка, ученые провели сотни симуляций, и во всех проявились эти B-моды. 

Если B-моды — это реальный феномен, и они являются результатом точек Хокинга, нам придется получше присмотреться к новой теории о широте нашей Вселенной. Может, действительно пространство и времени могут растянуться так сильно, что перестанут быть значимыми, и тогда Вселенная переродится?

Довольно поэтично. 

| Читайте также: Зонд New Horizons нашел признаки наличия большой структуры на границе Солнечной системы

Вихри света — следы Вселенной, которая была до нас?