Вот это поворот! В теории черных дыр. Большого Взрыва не было?

Физик из Университета Кампинаса в Бразилии не особо фанатеет от идеи, что время началось с так называемого Большого Взрыва.

Наоборот, Джулиано Сезар Силва Невес представляет этот процесс, как сжатие с последующим расширением, которое может даже нести на себе следы предыдущей шкалы времени.

Сама идея не нова, но Невес использовал пятидесятилетний математический трюк, описывающий черные дыры, чтобы показать, что наша Вселенная не нуждалась в таком компактным начале существования.

На первый взгляд кажется, что наша Вселенная имеет самую малость общего с черными дырами. Одна расширяет пространство, заполненное сгустками; другие так сильно сжимают пространство, что даже свет не имеет надежды на выбраться.

Но в основе обоих лежит концепция, известная как сингулярность — состояние, при котором энергия столь бесконечно плотна в объеме, что мы не можем даже начать объяснять, что происходит внутри него.

«Во Вселенной существует два вида сингулярности», — говорит Невес.

«Один из них — предполагаемая космологическая сингулярность, или Большой взрыв, другой скрывается за горизонтом событий черной дыры».

Делая еще один шаг вперед, некоторые предполагают, что вселенная образовалась из черной дыры в каком-то другом пузыре пространства-времени.

Независимо от того, о каком виде мы говорим, сингулярности —- это зоны, где общая теория относительности Эйнштейна становится неприменимой и бразды правления переходят к квантовой механике.

Писателям-фантастам это может прийтись по душе, но невозможная природа сингулярностей делает их камнем преткновения для физиков.

Проблема в том, что если мы перемотаем расширяющуюся Вселенную назад, мы дойдем до точки, где вся эта масса и энергия были сосредоточены в бесконечно плотной точке. И если мы переключимся на коллапсирующие массивные объекты, мы получаем то же самое.

Сингулярности могут нарушить физику, но мы не смогли их исключить.

С другой стороны, некоторые физики считают, что у нас есть пространство для маневра. Теоретически не все модели черной дыры нуждаются в существовании сингулярности.

«В так называемых обычных черных дырах нет сингулярности», — говорит Невес.

В 1968 году физик по имени Джеймс Бардин придумал решение проблемы сингулярности.

Он разработал способ математического описания черных дыр, который устранил необходимость сингулярности где-то за ее горизонтом событий, и назвал их «обычными черными дырами».

Предысторией и обоснованием для модели Бардина является, скажем так, суперплотность. К чертям, нудятину, смысл примерно в том, что он предположил, что масса в центре черной дыры не обязательно должна быть постоянной, но может быть описана функцией, зависящей от того, насколько далеко вы от дыры. Понятнеько? Чем дальше от дырки, тем она тяжелее.

Значит, можно обойтись как-нибудь и без сингулярностей, так как масса по-прежнему ведет себя так, как если бы она занимала некий объем. Даже когда он все еще бесконечно мал.

Невес предлагает еще дальше экстраполировать работу Бардина и применить ее к этой другой раздражающей сингулярности — космологическому разнообразию, предшествовавшему Большому взрыву.

Предполагая, что скорость расширения Вселенной зависела не только от времени, но и от ее масштаба, он показал, что в квантовом скачке из сингулярности в плотное объемное пространство 13,82 миллиарда лет назад не было необходимости.

Так что же произошло?

«Устранение сингулярности или Большого Взрыва возвращает концепцию “подпрыгивающей Вселенной” обратно в поле теоретической космологии», — говорит Невес.

Эта «подпрыгивающая Вселенная» на самом деле является идеей столетней давности о том, что расширяющаяся Вселенная, как мы ее переживаем сегодня, — это пространство, отскакивающее назад после предыдущего сокращения.

Несмотря на то, что в настоящее время эта концепция только приобретает очертания в космологии, Невес поддерживает мнение о том, что следы доколлапсной Вселенной, возможно, пережили Большой кранч. Хрясь, и все завязалось в узел. Если это так, то обнаружение таких следов может помочь в оценке гипотезы.

«Этот взгляд на вечную последовательность вселенных с чередующимися фазами расширения и сжатия был назван циклической Вселенной, которая происходит от прыгающих космологий», — говорит Невес.

Пока у нас не будет весомых наблюдений, модель подпрыгивающей Вселенной без сомнений будет оставаться в корзине «хороших идей».

Тем не менее, все, что решает проблему сингулярности, заслуживает внимания. Работа Невеса — всего лишь одно из множества возможных решений, которые вращаются вокруг допущений об устранении необходимости невозможностей нарушающих законы физики.

Это момент, который рано или поздно станет нам ясен, ну а пока прикидываем, догадываемся, читаем исследования. Например это. Оно было опубликовано в “Общей теории относительности и гравитации”.

Перевод статьи @science специально для @funscience