Вселенная могла родиться только в результате Большого Взрыва, так как все альтернативные сценарии ее формирования приводят к немедленному коллапсу новорожденной Вселенной и ее разрушению, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review D.
«Все эти теории были разработаны для того, чтобы объяснить изначальную «гладкую» структуру Вселенной в момент ее рождения и «нащупать» первичные условия ее формирования. Мы показали, что на самом деле они порождают противоположную картину – в них возникают мощные возмущения, которые в конечном итоге приводят к коллапсу всей системы», — пишут Жан-Люк Ленерс (Jean-Luc Lehners) из Института гравитационной физики в Потсдаме (Германия) и его коллеги.
Большая часть космологов считает, что Вселенная родилась из сингулярности, начавшей стремительно расширяться в первые мгновения после Большого Взрыва. Другая группа астрофизиков полагает, что рождению нашей Вселенной предшествовала смерть ее «прародительницы», которая, вероятно, случилась в ходе так называемого «Большого Разрыва».
Главной проблемой этих теорий является то, они являются несовместимыми с теорией относительности – в тот момент, когда Вселенная представляла собой безразмерную точку, она должна была обладать бесконечной плотностью энергии и кривизной пространства и внутри нее должны были возникать мощные квантовые флуктуации, что является невозможным с точки зрения детища Эйнштейна.
Для решения этой проблемы ученые разработали в последние 30 лет несколько альтернативных теорий, в которых Вселенная рождается в иных, менее экстремальных условиях. К примеру, Стивен Хокинг и Джеймс Хартл еще 30 лет назад предположили, что Вселенная была точкой не только в пространстве, но и во времени, и до ее рождения времени, в нашем понимании этого слова, просто не существовало. Когда время появилось, пространство уже было относительно «плоским» и однородным для того, чтобы могла возникнуть «нормальная» Вселенная с «класическими» законами физики.
В свою очередь, советско-американский физик Александр Виленкин считает, что наша Вселенная представляет своеобразный «пузырь» ложного вакуума внутри вечной и постоянно расширяющейся гигантской мульти-Вселенной, где постоянно возникают подобные пузыри в результате квантовых флуктуаций вакуума, рождаясь в буквальном смысле из ничего.
Обе эти теории позволяют обойти вопрос «начала времени» и несовместимости условий Большого Взрыва с эйнштейновской физикой, но при этом они ставят новый вопрос – способны ли подобные варианты расширения Вселенной породить ее в том виде, в котором она сейчас существует?
Как показывают расчеты Ленерса и его коллег, на самом деле подобные сценарии рождения Вселенной не могут работать в принципе. В большинстве случаев они приводят не к рождению «плоской» и спокойной Вселенной, подобной нашей, а к появлению мощных возмущений в ее структуре, которые сделают подобные «альтернативные» Вселенные нестабильными. Более того, вероятность рождения подобной нестабильной Вселенной гораздо выше, чем ее стабильных аналогов, что ставит под сомнение идеи Хокинга и Виленкина.
Соответственно, Большого Взрыва избежать не удастся – ученым, как заключают Ленерс и его коллеги, придется найти способ примирить квантовую механику и теорию относительности, а также понять, как квантовые флуктуации подавлялись при экстремально высокой плотности материи и кривизне пространства-времени.
