Теория Большого взрыва является на данный момент общепринятой космологической моделью, описывающей рождение Вселенной. Она гласит о том, что около 13,7 млрд лет назад Вселенная находилась в сингулярном состоянии, а затем по неведомым причинам что-то пошло не так, и произошёл тот самый взрыв – Вселенная начала расширяться, и это расширение продолжается и по сей день, и, в связи со своим расширением, она постепенно остывает. Сингулярность – экстремальное состояние физического вакуума, порождённого квантовой флуктуацией. В этот момент в точке сингулярности не было ничего – ни времени, ни пространства, а все фундаментальные физические взаимодействия были слиты воедино, да и известные нам законы физики не работали. После Большого взрыва фундаментальные взаимодействия разделились и стали самостоятельными – сначала – гравитация, затем сильное взаимодействие, потом слабое и уже после - электромагнитное. Когда сила тяготения обрела независимость, началось течение времени. Но сейчас не об этом. Теория Большого взрыва многое объясняет и не противоречит экспериментальным данным, хотя и является неидеальной. Всё же с этой гипотезой не все согласны, и многие учёные склоняются к другой версии – модели Циклической Вселенной...

Теорию Циклической Вселенной разработали физики-теоретики из Принстонского университета Пол Стейнхардт и Нил Тьюрок в 2001 году. Строится эта теория, в свою очередь, на М-Теории – самой «продвинутой» версии теории струн. Она утверждает, что физический мир имеет 11 измерений. Напомню, что мы знаем только 4 – три пространственных (длина, ширина, высота) и ещё одно – время. В М-Теории описывается, что в пространстве есть 10 пространственных измерений, и одно временное. Сразу же возникает вопрос: это как?


Начнём с самого начала. Нулевое измерение — это точка, у которой нет размеров. Двигаться некуда, никаких координат для обозначения местонахождения в таком измерении не нужно.


Теперь поставим рядом с первой точкой вторую и проведём через них линию. Получилось первое измерение. У одномерного объекта есть только один размер — длина. Движение в рамках одномерного пространства очень ограничено, ведь возникшее на пути препятствие не обойдёшь. Двигаться можно только «туда-сюда». Чтобы определить местонахождение на этом отрезке, понадобится всего лишь одна координата.


Следующий наш шаг - поставить рядом с только что нарисованным отрезком точку. Чтобы уместить оба эти объекта, нам потребуется уже двумерное пространство, обладающее длиной и шириной – скажем, лист бумаги, то есть, площадью, однако без глубины, то есть, без объёма. Расположение любой точки на этом поле определяется двумя координатами.


Третье измерение возникает, когда мы добавляем к этой системе третью ось координат. Нам, жителям трёхмерной Вселенной, очень легко это представить.



Живём мы в четырёхмерном измерении. По крайней мере, мы к этому привыкли, ведь, договариваясь о встрече с другом, вы укажете и место встречи, и время.

Современные теории гласят, что гравитация искривляет пространство-время. Искривляет, но куда и во что? Точно ни в одно из знакомых нам измерений. До какой степени искривляют пространство-время чёрные дыры? Есть ли предел? А что, если все эти и другие загадки современной науки объясняются тем, что геометрия пространства совсем не такая, какой мы привыкли её воспринимать?


В нашем пространстве в привычном для нас понимании находятся другие пространства – браны. Наша Вселенная – одна из таких бран, в которой есть три пространственных измерения. Её заполняет множество частиц – электроны, кварки, фотоны, которые на самом деле выглядят не как «шарики», а как разомкнутые вибрирующие струны только лишь с одним пространственным измерением – длиной. Концы каждой струны закреплены внутри трёхмерной браны так, что покинуть её струна не может (подобно струнам, натянутым на гриф гитары). Помимо таких «пленных» струн есть и замкнутые струны, похожие на кольца. Они ни к чему не прикрепляются, они свободные и могут путешествовать за пределы бран – к ним относятся гравитоны – кванты поля тяготения, переносчики гравитационного взаимодействия.

Если вы поняли вышеописанное, то теперь можно попробовать разобраться в том, как Циклическая модель Вселенной объясняет её прошлое и будущее. Учёные считают, что во Вселенной существует некая невидимая тёмная энергия, которая заставляет нашу Вселенную расширяться, и ещё эта сила расталкивает друг от друга всю материю, например, галактики «разбегаются», с каждым годом всё дальше и дальше разлетаясь в разные стороны. Размер самой Вселенной из-за влияния тёмной энергии всё время увеличивается. Плотность материи постоянно падает, гравитационное искривление пространства ослабевает, а его геометрия становится всё более плоской. Когда тёмная энергия станет полностью доминантной и «растолкает» всё настолько, что победит гравитацию, материя больше не сможет объединяться, звёзды и галактики перестанут формироваться, и весь мир погрузится во тьму. Но произойдёт это ещё не скоро – не раньше, чем через 30 млрд лет, по подсчётам учёных, поэтому мы пока можем жить и радоваться!


В концепции Циклической модели Вселенной на основе теории бран предполагается, что параллельно нашей трёхмерной бране может существовать другая трёхмерная брана, и между ними действует сила гравитационного притяжения. Энергия гравитационного взаимодействия между бранами порождает явление тёмной энергии в каждой из бран, заставляя их бесконечно расширяться. Гравитационное притяжение заставляет браны притягиваться друг к другу, в результате чего они сталкиваются и отскакивают друг от друга. Однако сила притяжения замедляет скорость их удаления и заставляет их снова приближаться друг к другу и сталкиваться, что приводит к бесконечным повторениям цикла притяжений, столкновений и отскоков. Каждое столкновение приводит к порождению в каждой бране сверхплотной и горячей материи — именно в таком состоянии, в каком она была в момент Большого Взрыва. В ходе дальнейшего расширения браны эта материя остывает и проходит через весь этап известной нам космологической эволюции с образованием галактик, звёзд, планет и, возможно, жизни. И весь этот цикл повторяется снова и снова, и так, возможно, до бесконечности.


Повторение циклов происходит не за счёт смены расширения и сжатия пространства самой браны (Вселенной), а за счёт расширения и сжатия пространства между бранами в дополнительном измерении. Само же пространство браны всегда только расширяется. При этом, хотя полная энтропия внутри каждой браны всё время возрастает, вследствие бесконечного расширения бран её плотность уменьшается и к началу каждого следующего цикла достигает почти нулевого значения, то есть происходит полный возврат к начальному состоянию. Это обеспечивает механизм «сброса» энтропии в каждом цикле. Такая модель не противоречит теории Мультивселенной, в которой разные вселенные разнесены во времени. Здесь же работает и закон сохранения энергии. До нашей Вселенной, до начала того самого состояния, когда всё началось с нуля, или, как мы говорим, от Большого взрыва, тоже существовала Вселенная.


Теория Циклической Вселенной интересна и необычна, и самый главный вопрос: если она действительно верна, то с чего же вообще начались все эти бесконечные циклы?..Источник: "Аuriel Astro"