Как образовалась Вселенная: 6 теорий, которые это объясняют
Теория Большого взрыва
Представьте всю нашу необъятную Вселенную — галактики, звезды, планеты — сжатой в невообразимо горячую и плотную точку, намного меньше песчинки. Согласно теории Большого взрыва, около 13,8 млрд лет назад эта точка начала стремительно расширяться.
Это не взрыв в привычном смысле, а растяжение самого пространства, как надуваемый воздушный шар. Первые минуты после взрыва сформировались простейшие частицы, а через сотни тысяч лет — атомы водорода и гелия.
Важнейшее подтверждение теории — слабое свечение, которое можно поймать радиотелескопами. Считается, что это излучение — послание из молодости Вселенной.
Теория инфляции
Если Большой взрыв — это старт, то инфляция — его невероятно мощный рывок. Согласно этой теории, в ранней Вселенной не было материи, но был новый тип поля — инфлатонное. По мере расширения Вселенной инфлатонное поле потеряло свою потенциальную энергию, и пространство растянулось в квадриллионы раз быстрее скорости света.
Зачем? Без такого расширения Вселенная была бы комковатой и искривленной. Инфляция же разгладила ее, как утюг разглаживает мятый лист бумаги.
Теория инфляции объясняет, почему космос выглядит однородно на огромных расстояниях. Этот процесс предсказан теориями частиц, но прямые доказательства, например особые волны пространства и времени, ученые еще ищут.
Теория мультивселенной
О мультивселенных многие узнали из фильмов о супергероях, но этот термин появился больше ста лет назад. Идея в том, что наша Вселенная — одна из бесконечного числа других. Это своеобразный «пузырь», окруженный миллионами подобных.
Например, он может образоваться в результате вечной космической инфляции, когда пространство за очень короткое время расширяется в триллионы раз, или квантовых коллапсов.
Каждое событие с разными исходами, например, распад атома, создает ветки реальности. В одной ветке кот Шредингера жив, в другой — мертв.
Теория пульсирующей Вселенной
Авторы гипотезы утверждают, что Вселенная существовала всегда, тем самым снимая вопрос о «начале мира». Это популярная в XX веке идея: расширение сменится сжатием, после которого цикл начнется заново.
Открытие темной энергии в 1998 году ее опровергло: расширение не замедляется, а ускоряется. Поэтому сжатие маловероятно. Правда, некоторые астрофизики продолжают поддерживать гипотезу. Это связано с тем, что удовлетворительного объяснения механизма пульсации до сих пор нет.
Теория циклической Вселенной
Что если Большой взрыв — не начало, а лишь эпизод в бесконечном цикле расширений и сжатий? В этой модели наша Вселенная — трехмерный «лист», плавающий в многомерном пространстве. Рядом с ним движутся другие подобные «листы». Когда они сталкиваются, выделяется колоссальная энергия, возникает горячая плотная фаза (что мы называем Большим Взрывом), и Вселенная расширяется. Затем, под действием темной энергии, «листы» снова расходятся, замедляют расширение и начинают сближаться для нового цикла.
Нет нужды в «сотворении из ничего» и загадочной сингулярности — материя существует вечно, меняя лишь форму. Последователи теории предполагают, что следы прошлых столкновений, возможно, скрыты в реликтовом излучении как загадочные «холодные пятна».
Теория голографической Вселенной
Представьте, что вся наша трехмерная Вселенная с галактиками, звездами и людьми — лишь «голограмма», спроецированная с плоской поверхности где-то на ее границе. Эта смелая идея родилась из попыток объединить гравитацию и квантовую физику.
Согласно теории, информация о всех частицах и их взаимодействиях «записана» на воображаемой двумерной поверхности, как данные на DVD-диске. А то, что мы видим вокруг — лишь объемное изображение этой записи.
Почему ученые так думают? Расчеты показывают, что уравнения гравитации в трехмерном пространстве работают так же, как законы квантовых частиц на двумерной плоскости. Если это подтвердится, то даже черные дыры — не бездонные ловушки, а лишь «дыры» в голограмме. Эксперименты вроде голометра уже ищут «дрожание» пространства — возможный след его пиксельной природы.
