Черные дыры сохраняются после каждого цикла расширения

Расширяется ли Вселенная или не расширяется Вселенная, - науке точно неизвестно. Есть математические модели, которые якобы подтверждают эту теорию, есть и другие концепты, говорящие об обратном. Проблема в космологии в методологии: непонятно, какие явления, вещи или даже физические реальности можно считать «фактом», тем более доказанным фактом, а какие — нет.

Можно согласится и с той точкой зрения, что нередко обычная интерпретация, основанная на математической схоластике, принимается на веру и трактуется как доказанная база или та же физическая реальность, передает Альтернативная наука.

Точно так же можно согласиться или не согласиться с мнением, что в какой-то момент, через миллиарды лет, Вселенная расширится настолько, что у нее закончится энергия для дальнейшего расширения. В этот момент что-то должно измениться. Вот здесь и начинаются настоящие проблемы.

Черная дыра и цикличность Вселенной

Теоретические пробоины породили столь горячие споры, что космологический кризис грозит перерасти в настоящую интеллектуальную войну.

Согласно новому исследованию космологов Даниэлы Перес и Густаво Ромеро, оба из Аргентинского института рентгеновских лучей, Вселенная неоднократно расширялась и сжималась, а сверхмассивные черные дыры — единственные астрономические объекты, которые пережили бесконечные циклы разрушения и обновления, или "большой отскок".

Математическая модель теоретической черной дыры находится в центре внимания рецензируемого исследования, которое было опубликовано в прошлом месяце в Physical Review d.

"Наш главный результат заключается в том, что решение представляет собой динамическую черную дыру, присутствующую во всех периодах космологической регрессионной модели", - пишут исследователи.

Другими словами, черная дыра Перес и Ромеро выжила даже тогда, когда все вокруг нее было уничтожено, поскольку Вселенная разрушилась на пути к окончательному восстановлению.

«Это убедительное открытие. Вопрос о роли черной дыры в возрождающейся Вселенной явно интригует, - заявил The Daily Beast Леандрос Периволаропулос, физик из Университета Янины, не принимавший участия в исследовании.

Проблема в том, что в аргументации космологов много допущений (впрочем, как всегда). Возможно, что в тот момент, когда Вселенная переходит от сжатия к расширению, все правила, которыми мы руководствуемся в понимании физики, вылетают в трубу. Возможно, мы пытаемся понять непостижимое.

"Общая теория относительности сама по себе разрушается как в сингулярности черной дыры, так и в сингулярности отскока, - говорит Периволаропулос. - Поэтому любые выводы, основанные на ней, нельзя воспринимать всерьез".

Другими словами, в тот момент, когда непосредственно перед отскоком Вселенная схлопнется до своего наименьшего размера, гравитация перестанет «нормально» работать. Возникает то, что мы называем сингулярностью: коллапс привычных законов физики. Мы понятия не имеем, как поведет себя черная дыра, когда стандартные правила не действуют.

Космический отскок

Идея о том, что Вселенная неоднократно расширяется и сжимается, не нова. Космический регресс является одной ведущих теорий, описывающих происхождение и судьбу Вселенной.

На самом деле, одна группа ученых считает, что возраст нашей вселенной — 13,8 миллиардов лет, она находится в конце своей последней фазы расширения и может начать сжиматься снова.

По этой версии, через 60-100 миллионов лет она достигнет пика своего развития, начнется этап сжатия и новый «большой отскок» через десятки миллиардов лет.

Альтернативные теории предлагают другие сценарии смерти вселенной: замедление и замораживание, коллапс пространства или вращение в бесконечных фрагментированных карманных вселенных.

На фоне всех этих вариантов становится понятно, почему большой отскок привлекает к себе столько внимания. Это изящный способ объяснить некоторые странные вещи, но без явной доказательной базы.

Зато есть возможные ответы.

• Во-первых, почему во Вселенной, которая в основном равномерно пуста, существуют разбросанные куски вещества в виде галактик, звезд и планет. Неравномерность пространства - побочный продукт бесконечного цикла расширения и сжатия.
• Во-вторых, отскок может иметь смысл и для самых больших черных дыр. Которые в миллиарды раз тяжелее нашего солнца и которые оказывают такое сильное гравитационное воздействие на пространство вокруг себя, что даже свет не может вырваться наружу.

На сегодняшний день мы обнаружили две из таких массивных черных дыр — одна находится в центре Млечного Пути, другая расположена в галактики Messier 87A на расстоянии 54 миллионов световых лет от Земли.

Черная дыра пребывает в состоянии, близком от сингулярности — и это состояние мы можем наблюдать с помощью телескопов. По словам Периволаропулоса, в сердце каждой черной дыры рушится наше понимание физики.

Есть что-то особенное, и оно помогает ЧД выживать каждый раз, когда Вселенная отскакивает назад, а вся материя сжимается в некий первоисточник будущего возрождения.

Способность выживать может быть ключом к разгадке космологических тайн. Они сохраняют свою уникальную странность, когда цикл перезапускается спустя 30 миллиардов лет после очередного создания.

Возмущения черных дыр

По словам Перес и Ромеро, есть основания полагать, что крупные черные дыры, остающиеся неповрежденными после космического отскока, помогают Вселенной перестроиться, возвращая материал в космос и смешивая с его энергией вновь расширяющегося пространства.

"Если черные дыры проходят через отскок, они могут вызвать возмущения, которые приведут к образованию структур и ранних галактик", - пишут они.

ЧД могут действовать как двигатели реконфигурации, помогая формировать галактики, звезды и планеты.

"Черные дыры могут быть одной из причин того, что Вселенная способна восстанавливаться после сжатия раз в 30 миллиардов лет или около того".

Это привлекательная идея. Особенно в свете того, что, по-видимому, в центре каждой галактики находятся сверхмассивная черная дыра. Мы просто их не видим.

Справедливости ради надо отметить, что Перес и Ромеро - не первые космологи, исследующие связь между прыгающей Вселенной и сверхмассивными черными дырами. Бернард Карр и Тимоти Клифтон из Лондонского университета королевы Марии, а также Алан Кули из Университета Далхаузи в Канаде уже выдвигали подобную гипотезу. По крайней мере, математика у них «сошлась».

Но если в модели Кули и его коллег ЧД встроены в окружающую структуру сжимающейся Вселенной, то у аргентинских космологов они содержатся в ней. То есть судьба ЧД в целом не зависит от судьбы всей вселенной. По мнению Перес и Ромеро, черные дыры находятся внутри структуры.

Чтобы лучше изучить потенциальный космический отскок, вызванный черными дырами, нам нужно найти больше черных дыр. Особенно в центрах галактик. Нам также нужны более точные измерения фонового излучения Вселенной. Они-то, возможно, укажут на циклы расширения и сжатия.

Хорошая новость заключается в том, что такие наблюдения будут проводиться. Новый массив BICEP - группа из четырех радиотелескопов, строящихся на Южном полюсе, запустится через несколько лет. А от телескопа "Горизонт событий" мы можем ожидать новых изображений больших черных дыр.

Если такие космологи, как Перес, Ромеро и Кули, начнут находить черные дыры повсюду, а также регистрировать характерные особенности излучения прыгающей Вселенной, нам, возможно, придется примириться с мыслью, что все, что мы можем увидеть и представить, гораздо менее уникально, чем мы думали раньше.

На самом деле, возможно, мы живем в третьей, сотой или тысячной версии Вселенной после многократных скачков, каждый из которых частично подпитывается все более крупными черными дырами.