Можливо, ми живемо всередині чорної діри

Американський фізик-теоретик Нікодем Поплавський відомий як один з авторів теоретичної моделі, за якою наш Всесвіт є внутрішнім простором чорної діри, розташованої десь у батьківському Прасвіті. Тепер він стверджує, що розроблену ним концепцію можна перевірити на практиці. Ба більше — її вже перевірено, причому успішно.

Прихильники теорії Айнштайна — Картана стверджують, що їхнє розв’язання проблеми природи Великого вибуху підтверджується правою та лівою закрученістю галактик у відомій нам частині Всесвіту, яку останнім часом спостерігають астрономи.

Американський фізик-теоретик Нікодем Поплавський з Університету Індіани давно відомий як один з авторів теоретичної моделі, за якою наш Всесвіт є внутрішнім простором чорної діри, розташованої десь у батьківському Прасвіті. Однак тепер він також заявляє, що розроблену ним концепцію можна перевірити на практиці. Ба більше — її вже перевірено, причому успішно.

У моделі Поплавського постулюється, що всі астрономічні чорні діри (ЧД) можна розглядати як входи до кротовин Айнштайна — Розена. Ці об’єкти являють собою гіпотетичні тунелі, які з’єднують різні ділянки простору-часу.

Пан Поплавський вважає, що інший кінець кротовини чорної діри з’єднаний із білою дірою (антиподом чорної — областю простору, до якої ніщо не може потрапити). При цьому всередині кротовини виникають умови, схожі на Всесвіт, що розширюється, аналогічний спостережуваному нами. Звідси випливає, що й наш Всесвіт може бути просто внутрішньою частиною певної кротовини.

На думку вченого, ця модель пояснює цілу низку проблем сучасної космології.

Пан Поплавський демонструє запропоновану ним будову Всесвіту: верхня пляшка символізує батьківську ЧД, трубка — кротовину, нижня пляшка — Всесвіт, що розширюється, у якому ми зараз перебуваємо. (Фото Indiana University.)

Концепція Великого вибуху досить успішно пояснює багато спостережуваних астрономічних явищ, але, зазначає Нікодем Поплавський, далеко не всі. Що спричинило Великий вибух, перетворивши гіпотетичну сингулярність на відомий нам Всесвіт? Що саме зупинило інфляційне розширення Всесвіту? Яке джерело темної енергії, що спричиняє нинішнє спостережуване прискорене розширення Всесвіту? І нарешті, де антиматерія, якої має бути приблизно стільки ж, скільки звичайної матерії?

Представлена теорія, що є логічним продовженням теорії Айнштайна — Картана — Сіами — Кіббла, закликає враховувати квантові ефекти під час аналізу гравітації в космічних масштабах. У ній застосовується поняття афінного кручення, а замість псевдоріманової геометрії простору-часу використовується геометрія Рімана — Картана. Її також можна назвати афінною теорією простору-часу — на противагу прийнятій метричній. Ефекти неметричності в ній дуже малі; єдиною областю, де їх узагалі можна помітити, автор вважає ранній Всесвіт. Приваблива риса його гіпотези — можливість отримання несингулярних розв’язків типу «Великого відскоку» для Великого вибуху.

Учений вважає, що спіни частинок взаємодіють із простором-часом через афінне кручення (torsion, torsion tensor; не плутати з торсійними полями та іншим ефіром). Щоб зрозуміти суть «кручення», можна уявити простір-час не як дво- чи тривимірне явище, а як одновимірний промінь. Його вигин відповідає гравітаційному викривленню простору-часу (ЗТВ), яке теоретично можна виявити нашими засобами спостереження. Однак якщо почати закручувати промінь, це відповідатиме вже не викривленню, а крученню простору-часу. Проблема в тому, що виявити закручування гнучкого простору-часу не так просто, особливо якщо ви живете всередині нього. Серйозно вплинути на процеси в ньому афінне кручення могло лише в ранньому Всесвіті або ЧД (утім, у теорії Поплавського це дуже близькі речі), де відстані між частинками були дуже малими, а квантові ефекти — дуже сильними.

Там воно має виявлятися як потужна сила відштовхування, що протистоїть гравітаційним силам. Спочатку під час гравітаційного колапсу зорі, яка перетворюється на ЧД, гравітаційні сили переважають, стискаючи матерію до дуже високих густин. Але зрештою, у міру стискання, квантові ефекти посилюються, і кручення дедалі сильніше протистоїть гравітаційному викривленню. Тому матерія не досягне нескінченної густини. Ба більше, у певний момент зростання густини настільки посилить афінне кручення, що воно зупинить колапс матерії та спричинить Великий відскок, або Великий вибух. У такій моделі нескінченної сингулярності ніколи не було, а першопричиною Великого вибуху є набуття батьківською ЧД надто високої густини через захоплення речовини з навколишнього простору Прасвіту. Так, Великому вибуху запропоновано пояснення, але ми не поділяємо оптимізму пана Поплавського: космологія Прасвіту досі залишається питанням. І якщо там був власний Великий вибух, то яка його першопричина? Низка всесвітів-матрьошок у вкладених одна в одну ЧД також не дає відповіді, адже що тоді породило найбільшу з «матрьошок»?

Спочатку «відскок» після стискання був дуже швидким — це те, що називається інфляційним розширенням. Згодом він поступово сповільнився зі зменшенням інтенсивності афінного кручення. Через афінне кручення баріонна (звичайна) матерія з часом розпадатиметься до електронів і кварків, а антиматерія — до темної матерії. Звідси й спостережуваний дисбаланс: антиречовини навколо нас бракує тому, що за час після Великого вибуху (Великого відскоку) вона майже вся перетворилася на темну матерію. Щоправда, виходить, що всередині галактик її не повинно бути, адже там уся антиматерія мала прореагувати зі звичайною матерією ще до перетворення на темну.

У центрі спіральної галактики M81 міститься надмасивна ЧД масою 70 млн сонячних. Ще один Всесвіт? (Фото NASA et al.)

Ба більше, за наявності афінного кручення природним стає припущення про малу космологічну сталу, яка забезпечує спостережуване прискорене розширення Всесвіту.

Звісно, така модель передбачає, що кожна ЧД нашого Всесвіту сама є іншим всесвітом — точніше, входом до нього. Не зовсім зрозумілий статус ЧД, які випарувалися: що сталося з їхніми всесвітами? Ще менш зрозуміло, що ж там, у Прасвіті, і скільки «шарів», як називає їх Нікодем Поплавський, має пра-пра-n-разів-пра-Всесвіт, у якому розташована ЧД, у якій розташований n-1-разів-пра-Всесвіт, у якому… Ну, ви зрозуміли. Нарешті, найважливіше практичне питання. Афінне кручення нині, після колосального розширення Всесвіту, дуже слабке (у доступних нам просторових масштабах), і ми не можемо його виміряти. Як же підтвердити таку теорію? Тривалий час вважалося, що такого способу немає.

А от пан Поплавський вважає, що спосіб є. Усі зорі й ЧД у нашому Всесвіті обертаються. Логічно припустити, що так само відбувається в Прасвіті (прасвітах). Отже, весь наш Всесвіт повинен мати параметри обертання тієї ЧД, у якій перебуває. При цьому частина спіральних галактик має бути закручена ліворуч, а інша (просторово протилежна) — праворуч. За даними сучасних спостережень, що охоплюють огляд понад 15 тис. галактик, в одній «півкулі» нашого Всесвіту бі́льша частина спіральних галактик справді закручена в один бік («шульги»), а в протилежній частині спостережуваного Всесвіту все навпаки: чисельно переважають галактики-«правші».

Нікодем Поплавський сповнений оптимізму: причина Великого вибуху прояснилася, з антиматерією й темною матерією теж начебто все гаразд. Ось тільки здається — незалежно від правильності чи хибності його теорії, — що запитань вона породжує аж ніяк не менше, ніж відповідей…

Підготовлено за матеріалами InsideScience.

Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.