Наша Вселенная может оказаться в ловушке черной дыры, из которой нет выхода
Согласно предложенной группой ученых под руководством Энрике Гастаньяги из Портсмутского университета теории, то, что мы называем Большим взрывом, на самом деле было «Большим отскоком». Материя, падающая в гигантскую черную дыру, сжалась до определенного предела, а затем отскочила и начала расширяться, создав нашу Вселенную. «Другими словами, вся наша наблюдаемая Вселенная может находиться внутри колоссальной черной дыры, которая образовалась в еще более крупной Вселенной», — объясняет Гастаньяга.
Традиционная космология предполагает, что коллапсирующая материя образует бесконечно плотную точку — сингулярность. Однако новое исследование показывает, что квантовый принцип запрета Паули не позволяет материи сжаться до такой степени. Этот принцип гласит, что две идентичные частицы не могут находиться в одном и том же состоянии одновременно, что ограничивает плотность упаковки материи.
«Внутри черной дыры принцип запрета все еще действует», — говорит Гастаньяга. «Он предотвращает коллапс материи в точку. Вместо этого он замедляет коллапс, останавливает его при высокой плотности и вызывает отскок, полностью избегая сингулярности».
Модель «Вселенной-черной дыры» элегантно решает несколько ключевых проблем современной космологии. Она объясняет период инфляции — сверхбыстрого расширения Вселенной сразу после Большого взрыва — и природу темной энергии без введения дополнительных неизвестных компонентов.
«Одна из причин привлекательности этой модели — ее простота: она объясняет космическое расширение, инфляцию и темную энергию, используя только гравитацию и квантовую механику — никаких дополнительных предположений или неизвестных ингредиентов», — подчеркивает Гастаньяга.
Если теория верна, это означает, что мы живем внутри черной дыры, которая сама находится в более крупной вселенной. Более того, некоторые черные дыры в нашей Вселенной могут содержать свои собственные мини-космосы. «Вы можете представить это как вложенную структуру — черные дыры внутри черных дыр, как матрешки», — поясняет Гастаньяга.
Однако не каждая черная дыра содержит вселенную. Размер черной дыры определяет, сколько времени есть у крошечного творения для развития. Большие черные дыры позволяют формироваться структурам — галактикам, звездам, планетам, в то время как маленькие приводят к вселенным, которые расширяются или коллапсируют слишком быстро.
Теория делает проверяемые предсказания. Например, согласно ей, Вселенная слегка искривлена, как огромная сфера, а не идеально плоская. Европейский космический аппарат Euclid в настоящее время проводит самые точные измерения космической кривизны, результаты которых ожидаются к 2030 году. Если отклонения действительно обнаружатся, наша Вселенная может оказаться не результатом взрыва, а наследием черной дыры, когда‑то породившей целый новый мир.
Модель также предсказывает существование реликтовых черных дыр и нейтронных звезд — объектов, которые сформировались в фазе коллапса и пережили отскок. Обнаружение следов этих реликтов могло бы подтвердить, действительно ли мы живем внутри черной дыры.
