Чи не час розпрощатися з теорією Великого вибуху? Група космологів виступила з альтернативною гіпотезою походження Всесвіту. За їхніми словами, Космос, в якому ми живемо, утворився з решток 4-вимірної супернової, тим часом як її ядро перетворилося на чорну діру. Видимий трьохвимірний Всесвіт – це неначе «бульбашка», яка розширюється у набагато більшому «базовому» Космосі, що має чотири просторові виміри. Такий сценарій дає змогу пояснити, чому температура Космосу всюди однакова.
Згідно з стандартною моделлю Великого вибуху, Всесвіт утворився з надзвичайно малої точки, що мала фантастично велику густину і температуру, з точки сингулярності. Вчені не можуть пояснити, що змусило її розширюватися. Жоден із законів фізики не дає відповіді, що відбулося у цей момент. За образним висловом Наєша Афшорді, астрофізика з Інституту теоретичної фізики м. Ватерлоо (Канада), «з такою самою ймовірністю, з якою з'явився Всесвіт, із сингулярності могли б вилітати фантастичні дракони».
Теорія Великого вибуху також не в змозі пояснити, чому Всесвіт, що виник із сингулярності, має практично рівномірну температуру, адже часу, що минув з моменту Вибуху, не достатньо, щоб на всіх його ділянках вирівнялася температура.
Більшість астрофізиків, аби пояснити цю рівномірність, приймають гіпотезу, згідно з якою одразу після Великого вибуху одна з ділянок Всесвіту почала розширюватися, наче бульбашка, зі швидкістю, більшою за швидкість світла, і ця «бульбашка» й сформувала видимий Космос, в якому ми живемо. Це – так звана «теорія інфляції». Однак на запитання, яка сила «надула» цю бульбашку, у фізиків немає відповіді. Крім того, як зазначає Н. Афшорді, «після Великого вибуху Всесвіт був настільки хаотичний, що у ньому годі припустити наявність навіть невеликої однорідної ділянки, яка б могла стати матеріалом для інфляції».
У статті, опублікованій минулого тижня на сервісі arXiv, Афшорді та його колеги запропонували альтернативну гіпотезу походження Всесвіту. За основу вони взяли праці грузинського фізика Гії Двалі, професора Нью-Йоркського університету та Мюнхенського університету Людвига-Максиміліана, в яких він розглядає видимий Космос як брану – багатовимірний об’єкт, що знаходиться у просторі більшої розмірності. За Двалі, «наш» Космос – це тривимірний об’єкт (3D), що мандрує крізь «базовий» Всесвіт, що має чотири просторові виміри (4D).
Афшорді постулює, що, якщо базовий Всесвіт - чотиривимірний, то у ньому мали б існувати 4D зірки, які, вибухаючи, породжували б чотиривимірні чорні діри – аналогічно до того, як це відбувається у видимому Космосі. Як відомо, масивні зірки, вичерпавши запаси палива, вибухають як супернові: їхні зовнішні шари розлітаються у довколишній простір, а ядро колапсує у чорну діру.
У «нашому» Космосі чорні діри оточені сферичною поверхнею, яка називається горизонтом подій (перетнувши горизонт подій, жоден об’єкт не може вирватися назовні). Оскільки у 3D-Всесвіті горизонт подій – двовимірний (поверхня), то у 4D-Всесвіті він мав би бути трьохвимірним (у математиці така форма називається гіперсферою). Створивши комп’ютерну модель вибуху 4D-супернової, Афшоді та його команда дійшли висновку, що залишки її поверхні довкола трьохвимірного горизонту подій утворюють 3D-брану, яка рівномірно розширюється.
Автори стверджують, що видимий Всесвіт і є такою браною, а його розширення - ніщо інше, як ударна хвиля після вибуху 4D-супернової. «Спостерігаючи розширення Всесвіту, астрономи екстраполюють його у минуле й стверджують, наче колись він був стиснений у точку, з якої почався Великий вибух. Але це тільки міраж», - зазначає Афшорді.
Цікаво, що ця модель дозволяє пояснити, чому наш Всесвіт на всіх своїх ділянках має однакову температуру. Оскільки базовий 4D-Всесвіт у минулому міг існувати безкінечно довго, в ньому з більшою ймовірністю мала б утворилася температурна рівновага, яку й успадкував наш Космос.
Однак гіпотеза Афшорді має й слабкі місця. Так, декільк місяців тому Європейське космічне агентство (ЄКА) опублікувало мапу космічного мікрохвильового випромінювання (або реліктового випромінювання) – фону Великого вибуху, який містить відбиток перших митей існування Всесвіту. На мапі видно невеликі розбіжності космічних температур, які вдається пояснити саме за допомогою теорії інфляції. При цьому розподіл температури, що випливає із гіпотези про походження Космосу із вибуху 4D-супернової, відхиляється від мапи реліктового випромінювання приблизно на 4%. На даний момент Афшорді вдосконалює свою модель, намагаючись узгодити її з мапою реліктового фону.
Гіпотезу Наяша Афшорді прокоментував основоположник теорії бран Гія Двалі. За його словами, це надзвичайно смілива спроба відкинути Великий вибух – найбільшу загадку сучасної науки. «Сингулярність – фундаментальна проблема космології, й ці вчені переписали історію Всесвіту у такий спосіб, аби обійтися без неї», - стверджує Двалі. Хоча ЄКА довело, що інфляція Всесвіту дійсно мала місце, проте питання, чому вона відбулася, залишається відкритим. За словами Двалі, гіпотеза Афшорді якраз і дає відповідь на це питання, припускаючи існування 4-вимірної над-реальності.
19.09.2013