Теория Большого взрыва — это краеугольный камень современной космологии. Появилась эта теория, кстати, не так уж давно. Согласно ей, наша Вселенная родилась из невообразимо горячей и плотной сингулярности примерно 13,8 миллиарда лет назад и с тех пор расширяется и остывает.
Сейчас эта теория блестяще подтверждается такими наблюдениями, как реликтовое излучение и красное смещение далёких галактик. Но изначально теория Большого взрыва была встречена научным сообществом скептически и даже враждебно. Многие учёные придерживались модели Стационарной Вселенной, а сам термин «Большой взрыв» (Big Bang) был введён в насмешку её главным критиком, Фредом Хойлом, во время радиопередачи в 1949 году.
Признание пришло позже, с накоплением неопровержимых доказательств. Более того, что показательно, Нобелевскую премию за открытие, подтвердившее теорию Большого взрыва (реликтовое излучение), вручили не её авторам, а Арно Пензиасу и Роберту Уилсону, которые нашли его случайно и поначалу даже не поняли, что именно обнаружили.
Однако до сих пор теория Большого взрыва является не единственной, учёные и мыслители предлагают и другие, порой умопомрачительные гипотезы, которые бросают вызов классической картине.
1. Теория Стационарной Вселенной
В середине XX века, когда теория Большого взрыва ещё только набирала популярность, у неё, как я уже говорил, был серьёзный конкурент — модель Стационарной Вселенной. Её авторы, Фред Хойл, Германн Бонди и Томас Голд, предположили, что Вселенная не имеет ни начала, ни конца в времени. Она бесконечна и в среднем всегда выглядит одинаково, несмотря на расширение.
Чтобы объяснить расширение и постоянную плотность вещества, теория постулировала непрерывное творение материи — спонтанное возникновение из ничего примерно одного атома водорода на кубический метр за миллиард лет. Эта гипотеза была элегантна, но её опровергло наблюдение за тем, как далёкие (а значит, молодые) галактики отличаются от близких, что свидетельствует об эволюции Вселенной.
2. Циклические модели: Вселенная-Феникс
А что, если Большой взрыв — не уникальное событие, а лишь один из циклов в вечном процессе смерти и возрождения? Циклические модели предполагают, что Вселенная проходит через бесконечную череду расширений и сжатий.
Согласно идее «Большого сжатия» и «Отскока» текущее расширение Вселенной когда-нибудь сменится сжатием под действием гравитации. Вся материя схлопнется обратно в сингулярность, а затем произойдёт новый Большой взрыв. Однако современные данные об ускоренном расширении Вселенной, вызванном тёмной энергией, ставят эту модель под сомнение: сжатия, похоже, не будет.
Есть и другая циклическая теория — конформная циклическая космология. Эту смелую теорию предложил нобелевский лауреат Роджер Пенроуз. Он считает, что Вселенная не схлопывается в точку, а бесконечно расширяется, пока её пространство-время не становится плоским и пустым. В этом состоянии, лишённом масштаба, бесконечно большая и бесконечно малая Вселенная неразличимы. Таким образом, далёкое будущее одной эоны (цикла) становится Большим взрывом для следующей.
3. Инфляционная модель и Мультивселенная
Хотя инфляция часто считается частью теории Большого взрыва, она радикально меняет наше представление о самом моменте рождения. Согласно этой гипотезе, в первые доли секунды после «начала» Вселенная пережила фазовый переход, вызвавший сверхсветовое экспоненциальное расширение — инфляцию.
Инфляционная теория естественным образом приводит к идее Мультивселенной. Если инфляция может начаться в одной области пространства-времени, почему бы ей не начаться в других? Возможно, наша Вселенная — лишь один из бесчисленных «пузырьков» в гигантской вечно расширяющейся «космической пене». Каждый такой пузырь имеет свои уникальные физические законы и константы.
4. Вселенная как голограмма
Эта теория рождается на стыке космологии и квантовой физики. Голографический принцип предполагает, что вся информация, необходимая для описания трёхмерного объёма пространства, может быть «закодирована» на его двумерной границе — подобно тому, как трёхмерное изображение проецируется с плоской голографической плёнки.
Применительно к рождению Вселенной это означает, что Большой взрыв мог быть проекцией информации, закодированной на некой удалённой двумерной поверхности. Наша реальность, со всеми её галактиками, звёздами и нами самими, может быть сложной голограммой.
5. Теория струн и рождение из ничего
Теория струн, пытающаяся объединить гравитацию и квантовую механику, также предлагает свои сценарии. Один из них — столкновение «бран» (многомерных мембран) в 11-мерном пространстве. Наша Вселенная могла родиться в результате такого катаклизмического столкновения, что и явилось Большим взрывом.
Ещё более радикальная идея — рождение Вселенной «из ничего». Основываясь на квантовых флуктуациях вакуума (куча непонятных слов, да?), некоторые физики (например, Александр Виленкин) предполагают, что Вселенная могла спонтанно возникнуть из абсолютной пустоты в результате туннелирования из состояния с нулевой энергией. В этой модели «ничего» — это даже не пустое пространство, а полное отсутствие чего бы то ни было.
Почему нет единого ответа?
Несмотря на обилие теорий, ни одна из них пока не является общепризнанной. Теория Большого взрыва на данный момент имеет больше всего приверженцев, потому что подтверждается наблюдательными данными, описывая эволюцию Вселенной с первой секунды её существования. Однако она упирается в фундаментальный барьер — момент сингулярности, где законы физики теряют свою силу.
Альтернативные теории — это попытки заглянуть за этот барьер и объяснить всё иначе. Сама же история с первоначальным неприятием теории Большого взрыва напоминает нам, что наука развивается через споры и опровержения, а величайшие открытия часто поначалу кажутся ересью. Возможно, когда-то космологи и физики разработают окончательную теорию всего, формулу, которая описывает всё, открыв нам картину мироздания, ещё более странную и прекрасную, чем мы можем себе представить. Но пока остаётся только признать, что мы знаем не всё.
Если было ничего не понятно, но очень интересно, ставь лайк и подписывайся на мой Телеграм, буду развивать тему, а пока вот что ещё интересного могу предложить почитать:
