Наша Вселенная должна была из чего-то образоваться, считают ученые

Согласно стандартной модели, Вселенная появляется после большого взрыва. Технически это означает, что мы можем проследить космическую историю до большого взрыва. Но если у следствий есть причины, то что вызвало большой взрыв? Что существовало до Вселенной?

Фото из открытых источников

Вопрос о том, что существовало до Вселенной, в нектором роде является бессмысленным. Хотя следствия во Вселенной имеют причины, Вселенная в целом может не иметь или не нуждаться в них. Но это звучит как-то странно.

Однако есть альтернативная гипотеза, называемая моделью «циклической вселенной». В ней утверждается, что наша Вселенная является частью серии вселенных. Наша Вселенная в настоящее время расширяется, и если это будет происходить постоянно, то она будет расширяться вечно. Но что, если Вселенная начнет сжиматься в какой-то момент. Она будет сжиматься, пока не достигнет нового горячего плотного состояния, после чего произойдет новый большой взрыв.

Циклическая вселенная не нуждается в начале. Это всегда было, всегда есть и всегда будет. Но модель не лишена своих проблем. Одной из основных является проблема энтропии. Энтропия является мерой беспорядка в системе и, согласно законам термодинамики, никогда не будет уменьшаться. В простой циклической модели вселенной энтропия любой конкретной вселенной должна быть, по крайней мере, немного больше, чем ее родительская вселенная.

Итак, если вселенные циклически перемещаются в бесконечное прошлое, то текущая вселенная будет иметь бесконечную энтропию, чего на самом деле нет. То есть, должна была существовать какая-то начальная вселенная с низкой энтропией, и мы в своих рассуждениях вернулись к началу.

Однако существует способ обойти эту проблему. Вселенная может иметь общий масштабный коэффициент. Если этот масштабный коэффициент увеличивается с каждой вселенной, то проблема энтропии исчезает. Интересно то, что этот масштабный коэффициент инвариантен. Это означает, что это не меняет того, как выглядит вселенная. Каждая вселенная может быть в два раза больше предыдущей, но все в этой вселенной масштабируется на один и тот же коэффициент. Если вы удвоите доход каждого жителя на планете, то также удвоите стоимость всего. То есть на самом деле ничего не изменилось.

Этот конформно-инвариантный масштабный фактор позволил циклической вселенной существовать без начала. У каждой вселенной есть причина, однако новое исследование обнаружило недостаток в этой гипотезе. Команда изучила математическую структуру моделей циклической вселенной в рамках общей теории относительности и обнаружила, что все они являются геодезически неполными в прошлом. Другими словами, в рамках общей теории относительности вы не можете проследить вселенную, подобную нашей, через бесконечный цикл вселенных. Возможно, до нашей было огромное количество вселенных, но первая вселенная все равно должна была существовать.

Таким образом, модель циклической вселенной может обнаружить причину появления нашей вселенной, но она только отодвигает проблему начала на задний план. Даже если наша вселенная не была первой, то какая-то вселенная до нее была.

Как отмечают авторы исследования, их работа не применима к конформной циклической космологии, предложенной Роджером Пенроузом. В этой модели масштаб каждой вселенной бесконечно больше, чем предыдущий цикл. Авторы планируют рассмотреть эту модель в следующем исследовании.