18:42

Теорія Великого Вибуху, яка начебто пояснює походження нашого Всесвіту, насправді зазнає серйозних труднощів.

Теорія Великого Вибуху, яка начебто пояснює походження нашого Всесвіту, насправді зазнає серйозних труднощів.

У стандартній моделі Великого Вибуху Всесвіт виникає з нескінченно малої і нескінченно щільною точки, або сингулярності. Що саме послужило спусковим механізмом для вибуху сингулярності і що було до цього моменту, ніхто поки не знає: відомі закони фізики не можуть описати цей стан Всесвіту. "У сингулярності цілком можуть водитися дракони, фізики знають не більше цього", стверджує Ніайеш Афшорді (Niayesh Afshordi) з Інституту теоретичної фізики "Perimeter" (Ватерлоо, Канада).

Одна з труднощів теорії Великого Вибуху - необхідність пояснити практично рівноважну температуру Всесвіту, тому що часу, що пройшов з початкового моменту, на жаль, мало для досягнення рівноваги. Однакові значення всіх фізичних констант Всесвіту, теж спостерігається факт, який вимагає пояснення. Більшість космологів, як найбільш правдоподібного пояснення приймають інфляційну теорію, розроблену Аланом Гутом, і вдосконалену Андрієм Лінде. У цій теорії єдині значення фізичних констант виникають через дії невідомої форми енергії. Молода Всесвіт протягом короткого часу роздувалася зі швидкістю, що перевищує швидкість світла. В результаті невеликий шматочок з приблизно однаковими параметрами розтягнувся на величезний космос, який ми бачимо сьогодні. Однак, теорія інфляції не цілком задовольняє космологов.

Одна з альтернативних моделей була запропонована у 2000 році групою фахівців, до якої входив Гія Двалі (Університет Людвіга Максиміліана, Мюнхен, Німеччина). У цій моделі наша тривимірна Всесвіту виявляється всього лише мембраною, яка дрейфує через основний простір чотиривимірного світу. Пізніше фізики скоротили слово мембрана, і говорять про тепер про світ на брані.

Команда Афшорді в статті, що з'явилася минулого тижня на сервері препринтів ArXiv, припустила, що в рамках моделі Двалі в гіпервселенной існують чотиривимірні зірки, деякі з яких можуть коллапсировать, утворюючи 4D чорні діри. Точно так же в нашому Всесвіті масивні тривимірні зірки вибухають як наднові, утворюючи 3D чорні діри. У нашому Всесвіті чорна діра обмежена сферичною поверхнею - горизонтом подій, тобто межа чорної діри в тривимірному просторі двумерна. Аналогічно в чотиривимірний Всесвіту горизонт подій тамтешньої чорної діри буде тривимірним. Такою поверхню в гіперпросторі називають гіперсферу. Команда Афшорді змоделювала колапс чотиривимірної зірки і виявила, що викинута при колапсі матерія формує поступово розширюються 3D Брани над гіперсферу горизонту подій. Автори моделі вважають, що Всесвіт, в якій ми живемо, і є така брану. Зростання Брани ми спостерігаємо, як космологічне розширення.

Модель Афшорді також природно пояснює однорідність нашого Всесвіту. Велика всесвіт могла існувати нескінченно довго, часу для досягнення рівноваги було цілком достатньо. Наша тривимірна брану просто успадкувала рівновагу чотиривимірної Всесвіту.

Звичайно, модель Афшорді поки ще не досконала. У 2013 році були опубліковані результати вимірювань коливань температури мікрохвильового космічного випромінювання космічною обсерваторією Планк (Європейське космічне агентство). Це випромінювання називають реліктовим, і воно відображає фізику новонародженої Всесвіту. Результати Планка швидше відповідають стандартній інфляційної моделі Великого вибуху, а модель Афшорді показує розбіжність на рівні 4%. Розбіжність зовсім невелике, і Афшорді сподівається усунути його в удосконаленої моделі. Головне в моделі Афшорді на думку Двалі, це можливість позбутися від ідеї Великого Вибуху. Сингулярність залишається фундаментальною проблемою в космології. Група Афшорді змогла поглянути на історію Всесвіту так, як ніби цієї проблеми просто немає, а розширення Всесвіту викликано її рухом крізь багатовимірний Гіпервселенной.

за матеріалами Nature підготувала Олена Алексєєва.

Google+