Согласно предложенной группой ученых под руководством Энрике Гастаньяги из Портсмутского университета теории, то, что мы называем Большим взрывом, на самом деле было «Большим отскоком». Материя, падающая в гигантскую черную дыру, сжалась до определенного предела, а затем отскочила и начала расширяться, создав нашу Вселенную. «Другими словами, вся наша наблюдаемая Вселенная может находиться внутри колоссальной черной дыры, которая образовалась в еще более крупной Вселенной», — объясняет Гастаньяга.
Традиционная космология предполагает, что коллапсирующая материя образует бесконечно плотную точку — сингулярность. Однако новое исследование показывает, что квантовый принцип запрета Паули не позволяет материи сжаться до такой степени. Этот принцип гласит, что две идентичные частицы не могут находиться в одном и том же состоянии одновременно, что ограничивает плотность упаковки материи.
«Внутри черной дыры принцип запрета все еще действует», — говорит Гастаньяга. «Он предотвращает коллапс материи в точку. Вместо этого он замедляет коллапс, останавливает его при высокой плотности и вызывает отскок, полностью избегая сингулярности».
Модель «Вселенной-черной дыры» элегантно решает несколько ключевых проблем современной космологии. Она объясняет период инфляции — сверхбыстрого расширения Вселенной сразу после Большого взрыва — и природу темной энергии без введения дополнительных неизвестных компонентов.
«Одна из причин привлекательности этой модели — ее простота: она объясняет космическое расширение, инфляцию и темную энергию, используя только гравитацию и квантовую механику — никаких дополнительных предположений или неизвестных ингредиентов», — подчеркивает Гастаньяга.
Если теория верна, это означает, что мы живем внутри черной дыры, которая сама находится в более крупной вселенной. Более того, некоторые черные дыры в нашей Вселенной могут содержать свои собственные мини-космосы. «Вы можете представить это как вложенную структуру — черные дыры внутри черных дыр, как матрешки», — поясняет Гастаньяга.
Однако не каждая черная дыра содержит вселенную. Размер черной дыры определяет, сколько времени есть у крошечного творения для развития. Большие черные дыры позволяют формироваться структурам — галактикам, звездам, планетам, в то время как маленькие приводят к вселенным, которые расширяются или коллапсируют слишком быстро.
Теория делает проверяемые предсказания. Например, согласно ей, Вселенная слегка искривлена, как огромная сфера, а не идеально плоская. Европейский космический аппарат Euclid в настоящее время проводит самые точные измерения космической кривизны, результаты которых ожидаются к 2030 году. Если отклонения действительно обнаружатся, наша Вселенная может оказаться не результатом взрыва, а наследием черной дыры, когда‑то породившей целый новый мир.
Модель также предсказывает существование реликтовых черных дыр и нейтронных звезд — объектов, которые сформировались в фазе коллапса и пережили отскок. Обнаружение следов этих реликтов могло бы подтвердить, действительно ли мы живем внутри черной дыры.
