Физики заглянули во Вселенную перед Большим взрывом

"Круги на воде" (микроволновом фоне), неким образом прошедшие через Большой взрыв и оставленные событиями до него. Цветами обозначены отклонения от средней температуры (иллюстрация V. G. Gurzadyan, R. Penrose).

Мы можем наблюдать следы событий, происходивших перед Большим взрывом. С таким утверждением выступили известный математик сэр Роджер Пенроуз (Roger Penrose) из Оксфорда (Oxford University) и физик Ваагн Гурзадян из Ереванского физического института (YerPhI), обнаружившие новое явление в реликтовом излучении.

Хотя в целом данное излучение довольно однородно, в нём имеются очень небольшие неравномерности, которые учёные анализируют уже много лет. Так физики находят следы процессов, бушевавших в первые мгновения после Большого взрыва (как следует из общепринятой картины мира — начала Вселенной). При этом в текущей модели мироздания сама постановка вопроса "что было до Большого взрыва?" — неправомерна и лежит за рамками науки (мол, тогда не было и самого времени).

Однако, как утверждают Пенроуз и Гурзадян, они открыли в микроволновом фоне отпечатки событий, случившихся задолго до Большого взрыва. Эти отпечатки представляют собой набор концентрических колец, в которых разброс температуры микроволнового фона аномально низок в сравнении с присутствующими по всему небу колебаниями.

Эти отклонения в степени хаоса, полагают авторы работы, вызваны катастрофами — столкновениями сверхмассивных чёрных дыр, выбрасывавшими в космос большие порции энергии. Но самое странное, что некоторые столкновения эти, как следует из расчётов, происходили не после Большого взрыва, а до него. (Данному исследованию посвящены две работы — 2, опубликованные на сервере препринтов arXiv.org.)

Диаграмма предлагаемых событий без учёта космической инфляции (иллюстрация V. G. Gurzadyan, R. Penrose).

Таким образом, предполагают учёные, если в вычислениях нет ошибки, перед нами свидетельство в пользу циклической космологической модели (cyclic model). Это целый ряд сходных гипотез, в которых всё сущее бесконечно проходит ряд огромных циклов — эонов, разделённых Большими взрывами (или Большими бумами).

Чтобы исключить влияние ошибки инструмента, Гурзадян и Пенроуз (на снимке) показали наличие колец в данных от двух разных экспериментов по съёмке микроволнового фона – космическим аппаратом WMAP и телескопом на воздушном шаре BOOMERanG98 (фото с сайта yerphi.am).

Правда, даже если циклическая модель восторжествует, ей ещё лишь предстоит объяснить много неясных моментов. Например, что случается в конце жизни предыдущей Вселенной (перед началом Вселенной новой) с массой и энтропией.

Сама по себе идея вселенских циклов возникла, конечно, не впервые. В XX веке модель пульсирующей Вселенной, где этап расширения неизбежно сменялся этапом сжатия в одну сингулярность, предшествующую новому взрыву, рассматривалась на равных с моделями бесконечно расширяющейся Вселенной (которые в конце концов победили благодаря открытию “расталкивающей” пространство темной энергии).

Высказывались и другие интересные идеи, связанные, например, с моделями “ветвящихся” вселенных, вырастающих друг из друга подобно выдуваемым мыльным пузырям (интересующихся отсылаем к работам наших бывших соотечественников Андрея Линде из Стэнфордского университета и Александра Виленкина, директора Института космологии в Университете Тафтса (Бостон, штат Массачусетс)). Они также позволяют вполне корректно рассуждать о временах, предшествовавших Большому взрыву. Все эти теории существуют пока на равных — имеющихся астрофизических данных недостаточно для того, чтобы однозначно разрешить спор в пользу какой-либо одной из них, время от времени лишь отсеиваются самые экзотичные и противоречивые гипотезы.

Разумеется, потенциально значение факта обнаружения “космических кругов” для космологии чрезвычайно велико (если они действительно обнаружены), и ученые планируют провести дополнительные исследования, чтобы подтвердить или опровергнуть их существование и посмотреть, какие еще модели способны объяснить появление подобных “артефактов”. Ведь даже если круги на карте микроволнового фона действительно докажут существование эпохи, предшествующей Большому взрыву, циклическая космология “самоочевидной” еще не станет. Необходимо будет описать будущие превращения частиц во Вселенной и ответить на вопрос, каким образом она может сменится новой эпохой.

Сомнительно и одно из центральных мест в теории Пенроуза — утверждение, что все частицы в очень отдаленном будущем во Вселенной станут безмассовыми. Нет, например, никаких указаний на то, что все электроны должны распасться. В общем, в любом случае эта теория носит пока еще очень спорный и спекулятивный характер.