Большой взрыв обычно считается началом нашей Вселенной — моментом, когда из крошечной и сверхплотной точки появились пространство, время и материя. Но исследователи из Университета Портсмута во главе с физиком Энрике Гастанагой предложили иную версию: возможно, Вселенная возникла из гигантской чёрной дыры.
В основе их гипотезы лежат уже известные и признанные научные принципы — общая теория относительности и квантовая механика. Учёные считают, что сжатие вещества внутри чёрной дыры не обязательно приводит к так называемой сингулярности — состоянию, в котором плотность становится бесконечной, а законы физики перестают работать. Квантовая механика запрещает бесконечное сжатие: по принципу исключения Паули, два одинаковых фермиона (например, электрона) не могут находиться в одном и том же состоянии. Это значит, что в какой-то момент сжатие должно прекратиться — и запустится процесс расширения.
Авторы получили математическую модель, в которой Вселенная сначала сжимается, затем «отскакивает» и начинает расширяться. Причём для такого сценария не нужны никакие экзотические предположения — он укладывается в рамки известных физических законов.
Интересно, что в этом подходе естественным образом возникают два этапа ускоренного расширения: первое — так называемая инфляция сразу после рождения Вселенной, второе — ускорение, связанное с тёмной энергией, которое мы наблюдаем сейчас. Обычно для объяснения этих фаз приходится привлекать дополнительные неизвестные поля, но в данной модели они не нужны — расширение происходит само по себе, как часть цикла.
Теория делает и конкретные прогнозы. Например, она предполагает, что пространство Вселенной должно быть немного изогнуто, как поверхность шара. Это след от фазы сильного сжатия, предшествовавшей «отскоку». Эту кривизну можно проверить при помощи телескопа «Евклид» — и если данные совпадут, это станет серьёзным аргументом в пользу новой модели. Уже сейчас расчётная скорость расширения Вселенной в теории совпадает с тем, что мы видим на практике.
Кроме того, гипотеза может объяснить загадки, над которыми давно бьются учёные: откуда появились сверхмассивные чёрные дыры, как возникла тёмная материя, как сформировались галактики. Всё это может быть связано с объектами, которые пережили сжатие. Эти идеи будут проверяться в будущих космических миссиях, таких как ARRAKIHS.
Авторы считают, что их теория не просто дополняет существующую картину мира, но и даёт повод взглянуть на всё по-новому. Возможно, мы живём внутри чёрной дыры, которая образовалась в другой, более крупной Вселенной. А это значит, что всё, что мы наблюдаем, — часть бесконечного космического цикла, управляемого гравитацией и законами квантовой физики.
