Академик Яков Зельдович как-то заметил, что космология — уникальная область науки, где множество ошибочных теорий может сосуществовать с верными. Эта мысль как нельзя лучше отражает состояние современной науки о Вселенной. Летом я познакомился с удивительной книгой «Пульсирующая Вселенная», предлагающей целостную и логичную теорию происхождения и эволюции мироздания, которая прекрасно согласуется с нашими знаниями о материи. И сегодня, дорогие читатели, я хочу поделиться с вами ключевыми идеями этой концепции.
Литературный путь к космологии
Мой интерес к этой теме начался с художественной литературы. Ещё в 2012 году я открыл для себя трилогию Ника Горькавого «Астровит». Это был не просто захватывающий научно-фантастический роман, а произведение, где сложнейшие научные концепции астрономии и физики были мастерски вплетены в сюжет. Позже я узнал, что Ник Горькавый — не только талантливый писатель, но и серьёзный учёный, советский и российский астрофизик, работавший в том числе с NASA.
В «Астровите» один из героев, Ник Гринвич, излагает любопытную космологическую идею: в процессе коллапса обычная материя преобразуется в гравитационное излучение. В сжимающейся Вселенной энергия гравитационных волн растёт обратно пропорционально пятой степени её радиуса. Это приводит к формированию «волнового облака», которое способно обнулять гравитационную массу. Автор предлагает наглядную двумерную модель: представьте эластичную мембрану, изогнутую под тяжестью шара. Если шар (масса) начинает уменьшаться, то возмущение от этого события распространяется по мембране с конечной скоростью. В результате вблизи убывающей массы возникает зона, где гравитационное поле становится отталкивающим.
От художественного образа к научной теории
Спустя несколько лет после выхода романа Горькавый опубликовал научную статью, где объяснил, как слияние чёрных дыр может порождать мощную силу отталкивания — своеобразную антигравитацию, ответственную за разлёт галактик. Именно на основе этой и последующих работ и была написана книга «Пульсирующая Вселенная», которая подробно рассказывает об эволюции космологических идей, природе тёмной материи и энергии, роли чёрных дыр и, наконец, о возможной судьбе всего мироздания.
Кризис стандартной космологии и принцип Оккама
В науке существует важное правило — «бритва Оккама», которое гласит: не следует множить сущности без необходимости. Однако в современной космологии этот принцип часто игнорируется. Например, популярная инфляционная квантовая космология постулирует существование особого инфлатонного поля, ответственного за сверхбыстрое расширение Вселенной после Большого взрыва, и слабовзаимодействующих частиц для объяснения тёмной материи. Тёмную энергию в этой модели пытаются объяснить отрицательным давлением квантового вакуума. Проблема в том, что расчёты этого давления дают значения, либо равные нулю, либо фантастически (на 120 порядков!) превышающие наблюдаемые. Эта огромная нестыковка — одна из самых больших загадок теоретической физики.
Такое положение дел не могло устраивать учёных, и с начала XXI века стали набирать популярность циклические модели Вселенной. Важно, что эти модели, включая разработки Горькавого, делали конкретные предсказания. Так, в статье 2016 года он с соавторами предсказал существование килогерцовых гравитационных волн, которые позже были зарегистрированы детектором LIGO, что стало серьёзным подтверждением их правдоподобия.
Вселенная-Феникс: вечное дыхание мироздания
Так что же такое циклическая, или пульсирующая, модель? Согласно ей, наша Вселенная подобна Фениксу, который бесконечно умирает и возрождается. Она периодически сжимается под действием гравитации и расширяется благодаря отталкивающему гравитационному полю, создаваемому остатками гигантской чёрной дыры в её центре.
Обратите внимание: Ответ на пост «"В школе вас обманывали!" - Или почему простые числа не так просты?».
Да, в этой теории у Вселенной есть центр, где в процессе сжатия неизбежно образуется сверхмассивная чёрная дыра. Она поглощает всё вещество, включая галактики. Книга подробно объясняет, что происходит с материей после пересечения горизонта событий. Расчёты показывают, что Вселенная замкнута и сама представляет собой гигантскую чёрную дыру, внутри которой, как бутон, «расцветает» другая чёрная дыра, поглощающая всё. Когда она расширяется до размеров всей Вселенной, начинается обратный процесс сжатия в область размером около 10 световых лет, а затем — новый цикл расширения, который мы называем Большим взрывом (но не из сингулярности, а из сверхплотного состояния). Горькавый оценил, что таких циклов было уже не менее тысячи. Трудно даже представить: тысячи раз Вселенная проживала жизнь длиной в десятки миллиардов лет, и мы с вами — часть одного из таких циклов.Чёрные дыры — ключ к разгадкам
Самое удивительное, что, согласно этой теории, именно чёрные дыры могут быть той самой тёмной материей, которую так долго ищут. Раньше эту версию отвергали, так как наблюдения не обнаруживали достаточного количества событий микролинзирования, вызванных чёрными дырами. Однако сегодня есть свидетельства существования целых шаровых скоплений древних чёрных дыр, чьё происхождение сложно объяснить в рамках стандартной модели.
Пересматривается и роль сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик. Если раньше считалось, что они образуются после формирования галактик, то теперь появляется версия, что всё наоборот: сначала возникает чёрная дыра, а уже потом вокруг неё, как планеты вокруг Солнца, формируется галактика. В книге рассматривается, как при разных условиях образуются эллиптические и спиральные галактики.
Философский масштаб и научная строгость
Книга не просто излагает теорию, а погружает читателя в историю космологии, знакомит с великими учёными и их идеями. Автор цитирует не только физиков, но и философов. Например, Канта, который писал о «фениксе природы, восстающем из пепла», или Айзека Азимова, размышлявшего, не являемся ли мы частью «невообразимо медленного цикла дыхания чёрной дыры размером со Вселенную».
В заключительной части Горькавый позволяет себе смелые теоретические рассуждения. Например, возможно ли перенести информацию из одного цикла Вселенной в другой? Автор считает, что да — либо в недрах нейтронных звёзд, либо в особой области между гигантской чёрной дырой и границей Вселенной, где почти нет вещества, а есть лишь гравитационные волны и фотоны. Фантасты могли бы назвать это место «Царством богов».
Сам Ник Горькавый подчёркивает преимущество своей теории: все её ключевые положения имеют строгое математическое обоснование в рамках общей теории относительности и ядерной физики. Она не требует привлечения гипотетических сущностей вроде новых измерений или необнаруженных частиц и успешно обходит фундаментальные проблемы вроде гравитационных сингулярностей.
Лауреат Нобелевской премии Джон Мэзер, коллега Горькавого, так отозвался о книге: «Мне она понравилась! В ней есть загадка, удивительные истории о поисках истины и объяснения, не требующие сложной математики. Она задаёт правильные вопросы: "Если у Вселенной было начало, то что было до него?" и "Может ли Вселенная восстановиться после коллапса?". Правильна ли эта новая идея? Поживём — увидим».
Автор - Алексей Зибенко
Feline Science – веселый и ясный взгляд на всё в мире. Мы тоже в корзине)
Подпишитесь, чтобы не пропустить новые публикации!
[Моя] Наука Наука Популярные исследования Критическое мышление Рецензия на книгу Вселенная Художественная литература Вселенная Черная дыра Физика Астрофизика Длинная статья 23Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: "Пульсирующая вселенная".