Вселенная могла произойти от одной гигантской чёрной дыры

Несмотря на то, что теория Большого взрыва считается основной и официальной версией происхождения Вселенной, космологи не перестают выдвигать новые гипотезы. Такие явления, как постоянное расширение, действие тёмной энергии и тёмной материи и многое другое заставляют учёных постоянно пересматривать свои взгляды на момент зарождения космоса.

Так, команда исследователей из Института теоретической физики Периметр (Perimeter Institute for Theoretical Physics) во главе с астрофизиком Ниайесом Афшорди (Niayesh Afshordi) предположила, что Вселенная возникла из космического мусора, выброшенного в момент коллапса четырёхмерной звезды и её превращения в чёрную дыру. По словам учёных, такой сценарий поможет объяснить поразительную равномерность распределения вещества во всех направлениях.

Классическая теория — теория Большого взрыва — гласит, что Вселенная вышла из единичной бесконечно плотной точки, которая называется космологической сингулярностью. Но существующие законы физики не в силах объяснить, что же запустило этот взрыв, и потому многие учёные говорят, что это было единственное во времени событие, у которого не было причины.

Также остаётся непонятным, как такой мощный взрыв мог вызвать появление космоса относительно равномерной температуры — с момента зарождения всего и вся прошло не так много времени для установления наблюдаемого температурного равновесия.

Большинство современных космологов объясняют всё это тем, что в первые моменты существования молодой Вселенной некая неизвестная сила заставила её разрастаться со скоростью, превышающую световую. В таком случае маленький клочок материи с равномерной температурой действительно мог увеличиться до размеров космоса, который мы наблюдаем сегодня.

"Я полагаю, что Большой взрыв был слишком хаотичным, чтобы оставить даже небольшой кусочек вещества, способного разрастись до сегодняшних размеров Вселенной", — говорит Афшорди.

Согласно сценарию, сформулированному Афшорди и его коллегами, наша трёхмерная Вселенная (то есть существующая в трёх измерениях) является своеобразной мембраной, которая плывёт сквозь ещё более объёмную вселенную, существующую уже в четырёх измерениях.

В таком случае, если бы в этом четырёхмерном космосе существовали свои четырёхмерные звёзды, они бы тоже когда-то взрывались, как наши, трёхмерные. Внутренний слой становился бы чёрной дырой, а внешний выбрасывался в пространство.

В нашей Вселенной чёрные дыры окружены некой сферой, называемой горизонтом событий. В трёхмерном пространстве необходим двухмерный объект (поверхность), чтобы создать границу внутри чёрной дыры. А в четырёхмерной вселенной горизонт событий будет ограничен сферой, существующей в трёх измерениях. Исследователи дали ей название "гиперсфера".

Как сообщает Nature, Афшорди и его команда провели компьютерное моделирование смерти четырёхмерной звезды. Учёные выяснили, что выброшенное с её поверхности вещество сформируется в трёхмерную мембрану, окружающую трёхмерный же горизонт событий, и будет постепенно расширяться. Именно это мы и наблюдаем в телескопы и называем рост 3D-мембраны расширением Вселенной, полагают теоретики.

Более того, предложенная модель отлично объясняет равномерность распределения космического вещества во всех направлениях. Поскольку объёмная вселенная четырёх измерений должна была существовать уже очень долго к моменту выброса вещества из одной из умирающих звёзд, то времени было вполне достаточно для распределения материи и температуры. Наша Вселенная попросту унаследовала все эти свойства.

Несмотря на кажущуюся правдоподобность, гипотеза Афшорди не идеальна. Результаты наблюдений космологов, работающих с космической обсерваторией Планка (Planck Space Observatory), выявили температурные флуктуации в микроволновом фоновом излучении — остаточном явлении после Большого взрыва.

Полученные данные полностью совпадают с классической моделью происхождения Вселенной, а с моделью четырёхмерной Вселенной — лишь на 4%. Это говорит о необходимости дополнить данную гипотезу и подтвердить её последующими наблюдениями.

Статья Афшорди и его коллег пока не была принята к публикации в научных журналах, но появилась на сайте препринтов arXiv.org.