К столетию космологии Фридмана: "Вселенная, пульсирующая в черной дыре"

don_beaver — 02.12.2022 Теги: Фридман Всем моим читателям и друзьям - подарок к Новому Году: большая научно-популярная статья в декабрьском номере "Науке и жизни". Статья целиком доступна на сайте журнала (и продолжение следует). Эта и будущая статья популярно излагают основное содержание книги, которую я уже отправил на днях в издательство.



….
Гамов был сторонником циклической космологии. В книге «Создание Вселенной» (1952) он писал: «Почему наша Вселенная была в таком сильно сжатом состоянии и почему она стала расширяться? Простейший и математически наиболее корректный ответ состоит в том, что Большое сжатие, которое имело место в ранней истории нашей Вселенной, было результатом коллапса, который случился в ещё более раннюю эру, и что нынешнее расширение есть просто “упругий” отскок, который начался, как только максимально возможная плотность была достигнута».
В 1965 году Арно Пензиас и Роберт Вильсон открыли предсказанное Гамовым реликтовое излучение с температурой около трёх кельвинов и в 1978-м получили за это Нобелевскую премию. В астрономии прочно утвердилась концепция горячего Большого взрыва, а циклическая космология стала научным мейнстримом до 80-х годов XX века.
Обсуждалась и модель Вселенной, пульсирующей в чёрной дыре. Айзек Азимов в 1978 году в научно-популярной книге «Коллапсирующая Вселенная» отмечал: «Вполне возможно, что вся Вселенная сама по себе является чёрной дырой (как предположил физик Кип Торн)… Если это так, мы живём в чёрной дыре…»
Грандиозная идея пульсации Вселенной в чёрной дыре изящно соединяла самые эстетичные концепции космологии: в замкнутом стационарном мире Эйнштейна начало биться сердце циклической вселенной Фридмана—Гамова!
Несмотря на успехи космологии периодической Вселенной, она не смогла открыть механизм Большого взрыва и не нашла аргументы против роста энтропии. Циклическая космология не объяснила наблюдаемую однородность Вселенной и не раскрыла природу тёмной материи, которая составляет основную часть массы галактик и заставляет их вращаться быстрее, чем позволяет гравитация звёзд и облаков. Распространилось мнение, что коллапсирующая Вселенная прошлого цикла должна неизбежно сжаться в точку, в сингулярность — и это тоже подрывало доверие к циклической космологии.

Одноразовая квантовая космология
В 1981 году Алан Гус выдвинул одноразовую модель Вселенной, основанную на серии гипотез, например, что Большой взрыв вызван «инфлатоном» — гипотетическим полем антигравитации. Квантовый инфлатон с ускорением расширял крошечную Вселенную (Гус оценивает её размер в 10-54 см), за время от 10-37 до 10-35 сек, увеличивая до метрового размера, а потом исчезал. Колоссальное (на 56 порядков) раздувание сглаживало все флуктуации и объясняло однородность наблюдаемой Вселенной. Надутая до размера большой тыквы, Вселенная далее расширялась уже по инерции, без ускорения. Тёмную материю, составляющую около 90% массы галактик, квантовые космологи объяснили существованием гипотетических слабо взаимодействующих частиц. Инфляционная теория стала популярной, несмотря на базирование на сомнительных фазовых переходах, при которых микроскопическая Вселенная то быстро охлаждалась, то снова нагревалась.

В 1998 году наблюдатели обнаружили современное ускоренное расширение Вселенной, которое хорошо описывается космологической постоянной Эйнштейна. Это открытие стало полной неожиданностью для теоретиков, включая А. Гуса, признавшегося: «Это здорово ошеломило меня» (цитируется по книге: К. Пауэлл «Бог в уравнениях», 2002). Но квантовые космологи быстро оправились и ввели новую сущность: антигравитирующую «тёмную энергию» вакуума. Ускорение Вселенной, казалось, ставит крест на циклической космологии: галактики должны вечно разлетаться в разные стороны, остывать и умирать.

Подробнее см.: https://www.nkj.ru/archive/articles/46846/ (Наука и жизнь, Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре)

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• По теме
• Архив