До Большого взрыва существовала вселенная, идентичная нашей

На протяжении многих лет ученых, изучающих теории возникновения вселенной, волновал один и тот же вопрос – что же было до Большого взрыва? Общая теория относительности в приближении к этому событию выдает лишь бесконечности, нули и неопределенности, а рассмотрение данного вопроса с религиозной точки зрения представляет лишь бездоказательную попытку объяснения устройства мира. Альтернативой им может стать развившаяся в последние годы теория замкнутой квантовой гравитации (Loop Quantum Gravity - LQG), предполагающая возможность «квантовой пульсации», когда наша вселенная зародилась в результате коллапса первичной вселенной. На что была похожа наша прародительница, до сих пор оставалось загадкой. Но теперь ответ на этот вопрос может быть дан.

Физикам Алехандро Коричи (Alejandro Corichi) из Universidad Nacional Autónoma и Парампрету Сингху (Parampreet Singh) из института теоретической физики в Онтарио удалось существенно упростить модель LQG, которая дала ответ на столь интригующий вопрос: первичная до-вселенная, существовавшая до большого взрыва, могла выглядеть, как и наша.

«Важность этого вывода заключается в том, что он отвечает на краеугольный вопрос – что же происходило со вселенной до большого взрыва. Большинство теорий, рассматривая сингулярность Большого взрыва, не могли дать четкого ответа: либо существовала перемешанная квантовая субстанция, либо имело место классическое представление о пространстве и времени. Наши исследования демонстрируют именно вторую модель предтече нашей вселенной», - высказался Сингх.

Еще в прошлом году физик Мартин Бойовальд (Martin Bojowald) использовал упрощенную модель LQG, чтобы показать факт наличия вселенной с другой стороны от Большого взрыва. Но хотя эта модель и позволяла делать верные вычисления, не было произведено ни одного наблюдения параметров существующей вселенной, для понимания состояния до-вселенной. Коричи и Сингх модифицировали упрощенную модель LQG при помощи приближения ключевого уравнения квантового ограничения. Названная sLQG новая модель показывает, что относительные флуктуации объема и импульса в до-вселенной перенеслись через квантовый скачок Большого взрыва.

«Это означает, что до-вселенная имела те же самые законы физики в особенности, что касается понимания времени», - сказал Сингх, - «Законы физики не изменились вследствие того, что эволюция квантовых систем всегда идет по одним и тем же законам. То есть, если мы посмотрим на эти две вселенные мы не найдем практически никакого различия».

По сути говоря, Большой взрыв, произошедший около 13,7 млрд. лет является просто линией симметрии двух вселенных, подчиняющихся одни и тем же динамическим уравнениям, уравнениям Эйнштейна и др. Кроме этого модель показала и условия при которых произошел Большой взрыв: размер до-вселенной уменьшился до размеров 100 планковских длин (1,6×10^-35). При этом изменения относительных флуктуаций в течение взрыва составили не более 10^-56 – число, которое становится меньше с ростом размера вселенной от 1 мегапарсека (наша вселенная имеет размеры от 3000 до 6000 мегапарсек).

Тем не менее, не смотря на схожесть двух вселенных, нельзя утверждать, что они абсолютно идентичны и что в до-вселенной жили второй Вы. «Если бы у нас была возможность сравнить микроскопические свойства двух вселенных на уровне планковской длины мы бы увидели различия. Может быть это были различия в отпечатках пальцев, может в присутствии родинки, но, так или иначе, они бы были», - заметил Сингх.

Теперь основным вопросом является то, останутся ли эти особенности при усложнении системы или же части вселенных (например, галактики) изменят свое положение в до-вселенной относительно друг друга? Этот вопрос требует более углубленного понимания модели.

Тем не менее, даже упрощенная модель может показать нам, как будут выглядеть будущие вселенные. В зависимости от того, как быстро ускоряется наша вселенная, что естественно определяет ее время смерти, есть возможность смоделировать будущий коллапс нашей собственной системы и предсказать вид будущих вселенных.