Большой взрыв отменяется? Как из ничего родилась плоская Вселенная… и её антипод?

Представьте себе: нет ничего. Абсолютная пустота, лишённая даже намёка на пространство и время. Звучит как начало философского трактата, не правда ли? Но именно с такого «ничто» начинается история, которую предлагает современная космология, и, в частности, одна из её самых интригующих гипотез.

Забудьте о Большом взрыве (в привычном смысле)

Мы привыкли к образу Большого взрыва как к точке сингулярности — бесконечно малой и бесконечно плотной, из которой «взорвалась» наша Вселенная. Но что, если всё было… изящнее? Что, если вместо взрывного рождения был плавный, квантовый переход?

Эта идея — не просто красивая фантазия. Она подкреплена математическими моделями и решает ряд серьёзных проблем, с которыми сталкиваются классические теории. Речь идёт о гипотезе, опубликованной в престижном журнале Europhysics Letters, которая предлагает взглянуть на рождение Вселенной совершенно под другим углом.

Квантовый «фокус»: вместо кривизны — потенциал

Вспомните школьный курс геометрии: плоская поверхность, изогнутая… Кривизна пространства — краеугольный камень общей теории относительности Эйнштейна. Именно она, согласно классическим моделям, играла ключевую роль в самом начале времён. Проблема в том, что наблюдения говорят нам другое: наша Вселенная удивительно плоская. Как будто кто-то тщательно «разгладил» её на заре существования.

И вот тут на сцену выходит квантовая механика с её причудливыми законами. Оказывается, у каждой частицы, помимо привычных нам характеристик, есть ещё и квантовый потенциал — некая «скрытая сила», которая влияет на её поведение. И, как выяснилось, этот потенциал может… притвориться кривизной!

Представьте себе лист бумаги. Он плоский. Но если вы начнёте его сгибать, он приобретёт кривизну. Квантовый потенциал делает нечто подобное, но на уровне фундаментальных законов природы. Он «имитирует» кривизну, позволяя Вселенной плавно «перетечь» из одного состояния в другое, минуя пресловутую сингулярность.

Рождение из «ничего»: вселенная и её зеркальный двойник

Но самое удивительное — это не то, как родилась Вселенная, а то, что она родилась не одна. Квантовые законы, а именно фундаментальный принцип CPT-симметрии (зарядовое сопряжение, пространственная инверсия и обращение времени), диктуют, что рождение нашей Вселенной должно было сопровождаться рождением её «антипода» — антивселенной, где время течёт в обратном направлении.

Звучит как научная фантастика? Возможно. Но подумайте вот о чём: эти две вселенные, наша и её «зеркальный двойник», хоть и разделены классическими законами физики, остаются квантово запутанными. Это как две перчатки: одна левая, другая правая. Они кажутся разными, но на самом деле неразрывно связаны.

Что это даёт?

Эта, на первый взгляд, абстрактная концепция может иметь колоссальные последствия для нашего понимания мира:

• Прощай, сингулярность! Раз Вселенная родилась «плавно», из состояния с конечным размером, то и проблемы бесконечной плотности, которая так мучила физиков, больше нет.
• Разгадка тайны инфляции: Модель естественным образом объясняет, почему Вселенная на ранних этапах расширялась с невероятной скоростью (так называемая инфляционная стадия).
• Тёмная энергия и тёмная материя — привет из антивселенной? Квантовая запутанность между нашей Вселенной и её антиподом может быть ключом к пониманию этих загадочных субстанций, которые составляют большую часть массы Вселенной, но остаются невидимыми для нас.

Заглядывая в будущее

Конечно, эта гипотеза — лишь один из возможных сценариев рождения Вселенной. И у неё, безусловно, есть свои «белые пятна».

• Как это проверить? Учёные ищут способы экспериментально подтвердить или опровергнуть эту модель. Возможно, ответы кроются в тончайших деталях реликтового излучения — «эха» Большого взрыва — или в распределении галактик во Вселенной.
• Квантовая гравитация — всё ещё terra incognita. Эта теория пока не полностью интегрирована с общей теорией относительности. И это — одна из главных задач современной физики.

Но, согласитесь, сама идея завораживает. Она показывает, насколько сложной и неожиданной может быть реальность, и как квантовые законы, действующие в микромире, могут определять судьбу всей Вселенной. И, возможно, даже не одной…