Da li je naš kosmos počeo unutar crne rupe u drugom univerzumu?

Grupa naučnika predlaže odvažnu alternativu teoriji Velikog praska – da se naš univerzum možda formirao unutar ogromne crne rupe u većem, izvornom univerzumu.

Teorija Velikog praska, zajedno sa Ajnštajnovom opštom relativnošću, uspešno objašnjava glavne kosmološke fenomene, uključujući kosmičko pozadinsko zračenje, kosmičku strukuru velikih razmera i ubrzavajuće širenje univerzuma često povezivano sa tamnom energijom.

Preporučujemo

Međutim, s tom teorijom ostaju fundamentalni problemi, kao što su neobjašnjena priroda tamne energije i tamne materije, singularitet prilikom Velikog praska i neslaganja između opšte relativnosti i kvantne mehanike.

Većina naučnika odgovara predlažući ili misteriozni novi oblik energije – tamnu energiju – ili modifikujući zakone fizike. Međutim, to su drastični koraci, kaže profesor Enrike Gastanjaga sa Portsmutskog univerziteta.

On i kolege su tragali za jednostavnijim objašnjenjem. Njihova studija počinje s pitanjem zašto širenje univerzuma ubrzava. Naš čitav vidljivi univerzum se nalazi u sopstvenom gravitacionom prečniku, što znači da bi spolja izgledao kao crna rupa. Iz toga je proizašla radikalna ideja: šta ako se univerzum formirao na isti način kao što zvezda propada u crnu rupu?

Smatra se da je univerzum počeo kao ekstremno vrela, gusta tačka poznata kao singularitet koja se brzo proširila u deliću sekunde nakon Velikog praska. Ako premotamo unazad to širenje putem poznatih zakona fizike, na kraju stižemo do tačke beskrajne gustine – singulariteta – gde prostor, vreme i materija izgleda počinju. Pošto se fizika slama u toj tački, često se tumači kao događaj stvaranja: početak svega, kaže Gastanjaga.

Nova studija razmatra ideju da univerzum možda nije počeo sa singularitetom, već da je nastao iz kolapsa ogromnog oblaka materije u drugom univerzumu.

Tražeći rešenje za neka neslaganja u trenutnim kosmološkim teorijama, istraživači su putem simulacija neočekivano otkrili da tačno, analitičko rešenje koje opisuje fundamentalne principe tog procesa već postoji.

U odgovarajućim uslovima, taj kolaps ne završava u singularitetu, već „odskače“ i počinje da se širi ponovo. To odskakanje imitira ono što nazivamo Velikim praskom.

Iako su scenariji odskakanja predlagani ranije, ovaj model se ističe oslanjanjem samo na poznate zakone fizike. Izbegava uključivanje hipotetičkih čestica ili sila i opisuje čisto gravitacioni kolaps koji se dešava unutar crne rupe.

„U kvantnoj mehanici, sve identične čestice (kao što su elektroni ili neutroni) ne mogu da zauzimaju isto stanje – ne mogu da budu u tačno istom mestu u isto vreme“, objašnjava Gastanjaga. „Ovaj princip stvara neku vrstu pritiska – pritisak degeneracije – koji se opire kompresiji. To sprečava beskonačne kolapse jezgra umirućih zvezda i može da izazove eksploziju supernove. U našem modelu, taj isti kvantni efekat sprečava kolaps univerzuma i uzrokuje njegovo odskakanje“.

Hipoteza koja nije uključena u studiju jeste da gravitacija reaguje direktno sa Higsovim poljem – subatomskim kvantnim poljem odgovornim za davanje mase česticama, kao što je potvrđeno eksperimentima u Velikom hadronskom sudaraču.

U veoma gustim i visokoenergetskim sredinama, kvantni efekti postaju značajni. Ako gravitacija reaguje sa Higsovim poljem u tim uslovima, ta interakcija može promeniti kako se gravitacija ponaša. Na primer, ako interakcija između gravitacije i Higsovog polja postane odbojna pri ekstremno visokim energetskim gustinama, mogla bi se suprotstaviti gravitacionom kolapsu. Umesto kolapsa u singularitet, univerzum bi mogao odskočiti – vratiti se iz kontrakcije u ekspanziju.

Ovo bi moglo objasniti visoke gustine viđene u podacima o kosmičkom pozadinskom zračenju i sugeriše da bi gravitaciono odskakanje moglo prirodno povezati gravitaciju sa kvantnom mehanikom, bez potrebe za spekulativnim novim teorijama.

U stvari, neki rani rezultati svemirskog teleskopa „Džejms Veb“ otkrivaju iznenađujuće stare galaksije blizu početka univerzuma. Ove nalaze možda neće biti lako pomiriti sa standardnom vremenskom linijom Velikog praska, ali bi mogli imati smisla ako su rani ostaci poput supermasivnih crnih rupa pomogli da se galaksije formiraju brže, dodaje Gastanjaga.

Naravno, sugestija da Veliki prasak nije bio apsolutni početak svega izaziva kontroverzu. Naučnici možda nisu voljni da napuste poznate modele. Međutim, dovođenje u pitanje dugotrajnih pretpostavki je bitno za naučni napredak.

(Telegraf Nauka/Space)