Следы Вселенной

Сэр Роджер Пенроуз - профессор-пенсионер Оксфордского университета, один из самых выдающихся физиков и математиков нашего времени. Свои высокие награды - Премии Вольфа и дворянский титул от британской королевы - Пенроуз получил за работу в области общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Он первым высказал предположение, что в центре черной дыры появляется сингулярность - точка, в которой плотность материи становится бесконечно велика. Впоследствии вместе со Хокинг он доказывал, что из уравнений Эйнштейна следует, что в начале своего существования Вселенная находилась в похожем экстремальном состоянии: он был бесконечно густым и бесконечно горячим. Можно было бы сказать - Пенроуз математически доказал, что Вселенная имела начало.

Но в своей новой теории, которую он разработал в 2006 году и назвал "циклической конформной космологией", Пенроуз радикально отошел от этой идеи. Большой взрыв был началом, но начала не Вселенной как таковой, а лишь одного из циклов, называемых эонами, которых может быть неограниченное количество.

Что утверждает эта теория? С астрофизических наблюдений следует, что Вселенная каждый раз быстрее расширяется, становится больше и холоднее. Все звезды, в частности наше Солнце, когда исчерпают запасы термоядерного топлива и погаснут. Впоследствии вся материя упадет в черные дыры, которые в конечном итоге также исчезнут, эмитируя излучения, которое называется радиацией Хокинга. Когда это наступит, Вселенная будет заполнять только океан излучения, температура которого постепенно приближаться к абсолютному нулю. Это, однако, очень далекая перспектива, от которой нас отделяет невероятное количество лет.

"Время в эту эпоху уже не будет иметь значения, - говорит Пенроуз. - Потому что тогда, когда исчезнет последняя массивная частица и останется только излучения, времени уже не будет ".

Это один из удивительных следствий теории относительности Альберта Эйнштейна. Кванты излучения движутся в вакууме со скоростью света. Время для них не существует. А поскольку во Вселенной не будет ничего, кроме излучения, то не будет и времени.

Если не будет времени, то потеряет смысл и понятие расстояния. Не будет никаких материальных объектов, по которым можно будет измерять расстояние, а также часов, которые засекал бы время. Поэтому геометрия космического пространства не будет очерченной шкалы.

Такой заполнен излучением Вселенная, доказывает Пенроуз, очень напоминать то состояние, в котором он существовал в момент Большого взрыва, когда также преобладало излучение (и только в результате очередных фазовых переходов родились новые частицы). Итак, два состояния космоса - в далеком будущем и прошлом - на самом деле вполне одинаковы.

На первый взгляд кажется, что первый отличается от второго размером, поскольку в момент Большого взрыва вся материя была сконцентрирована в небольшом объеме, а затем начала ускоренно расширяться. Но, как отмечает Пенроуз, с обеих сторон космической эволюции существует только излучение, а понятие времени и пространства теряют всякий смысл, поэтому становится невозможно сравнивать размеры. С математической точки зрения (особенно в результате конформного преобразования) получаем полностью то же.

Поэтому ученые предположили, что расширение Вселенной и безграничная и холодная пустота, которая возникает в конце этого процесса, может в далеком будущем перейти в новый Большой взрыв (Пенроуз, однако, подробно объясняет, как это происходит. Он лишь говорит, что ответ, скорее всего, следует искать в будущей квантовой теории гравитации). И так бесконечно: в конце каждого очередного эона наступает Большой взрыв и рождение нового эона.

"Преимуществом этой теории является то, что ее можно доказать или опровергнуть эмпирически, - говорил Пенроуз. - Если мы будем анализировать космическое микроволновое излучение, то, согласно моей модели, мы в конце должны обнаружить в нем определенные сигналы ".

Космическое микроволновое излучение происходит из очень раннего периода существования Вселенной - только через 400 000 лет после Большого взрыва. Его открыли случайно в 60-х годах прошлого века и оно несет старейший образ космоса, которым мы располагаем.

Пенроуз считает, что в этом излучении должны сохраниться следы событий с предыдущего эона, еще до Большого взрыва. И, действительно, сотрудники профессора Пенроуза нашли следы таких событий предыдущих эпох.

Видео обзор

Следы Вселенной