Социальное здоровье

Теория Большого Взрыва

Теория Большого Взрыва, лежащая в основе современной космологии и использующая следствия общей теории относительности, может не выдержать натиска альтернативных теорий.

Мартин Боджовальд (Martin Bojowald), физик-теоретик из Института гравитационной физики и геометрии в университете штата Пенсильвания (США), последовательно развивает идеи петлевой квантовой гравитации, которая дает космологическую альтернативу принятой большинством физиков теории Большого Взрыва. В основе этой теории лежат разработанные Ли Смолином (Lee Smolin) и Абэем Аштекаром (Abhay Ashtekar) в 80-е годы прошлого века представления о дискретном характере пространства и времени.

Квантовые ячейки пространства определённым способом связаны друг с другом, и на малых масштабах времени и расстояния проявляется дискретная структура пространства. В больших масштабах пространство-время становится непрерывным и гладким. Напомним, что в рамках ОТО квантовые представления не используются.

Проф. Боджовальд опубликовал в Nature Physics работу, в которой он приводит новую математическую модель и решения в рамках теории петлевой квантовой гравитации, благодаря которым можно понять трансформацию квантового состояния Вселенной. Самой интересной особенностью этого решения является то, что оно показывает возможность предыстории Вселенной, т.е. ее существования до Большого Взрыва.

Проф. Боджовальд не использует само это понятие, подразумевающее космологическую сингулярность, при которой масса Вселенной в первый момент сосредоточена в точке, и отсчет времени начинается с момента Большого Взрыва. Вместо этого он говорит о Большом Хлопке (Big Bounce), сопровождающем быстрое расширение нынешней Вселенной после сжатия предыдущей (у слова bounce есть и другое значение - обратный ход пружины). У Вселенной в момент максимального сжатия объем не был бесконечно малым, а плотность и энергия - бесконечно большими, как в теории Большого Взрыва.

Боджовальду удалось упростить некоторые уравнения теории петлевой квантовой гравитации, благодаря чему появилась возможность их решения в аналитическом виде. Именно это и позволило "заглянуть" в то, что было до Большого Хлопка, т.е. получить сведения о квантовом состоянии предыдущей Вселенной. Для решения уравнений нужны параметры, описывающие точное состояние нынешней Вселенной.

В модели Боджовальда присутствуют также два "свободных" параметра, один из которых относится к предыдущей Вселенной, а другой - к нынешней. Однако у этих параметров есть интересная особенность - каждый из них не влияет на решения, относящихся к другому периоду. Эти параметры являются комплементарными, отражающими квантовую неопределенность в объеме Вселенной до и после Большого Хлопка.

Проф. Боджовальд получил и другой важный вывод - по крайней мере один из параметров, описывающих Вселенную, не сохраняется при Большом Хлопке, а это значит, что нам никогда не удастся получить точное описание предыдущей Вселенной, как и нельзя в точности ее воспроизвести в следующей "реинкарнации". Это свойство Вселенной проф. Боджовальд назвал "космической забывчивостью".