Опровержение вечности Вселенной

 

Директор Института космологии в Университете Тафтса (США) Александр Виленкин доказал противоречия гипотезы вечного существования нашей Вселенной

 

Согласно доминирующей сегодня модели происхождения Вселенной, она появилась около 14 миллиард лет назад в результате Большого взрыва. Но есть и сценарии, по которым наша Вселенная представляется вечной, то есть момента рождения у нее просто не было. Другие утверждают, что Вселенная когда-то образовалась, но было это не миллиарды, а триллионы или даже квадриллионы лет назад.

 

Однако по некоторым другим гипотезам, никакого момента возникновения Вселенной не может быть, поскольку она вечна и существовала всегда. Профессор Виленкин, выступая на Гинзбурговской конференции по физике, в Физическом институте имени Лебедева заявил, что все возможные сценарии существования такой "вечной" Вселенной рано или поздно приводят к противоречию.

 

Согласно одному из таких сценариев, Вселенная представляется вечной и в среднем постоянно расширяющейся. Скорость расширения может меняться от одной области к другой, при этом могут наблюдаться даже периоды сжатия. Но сжатие всегда компенсируется последующим расширением так, что объем Вселенной в среднем увеличивается. При этих условиях, построив геодезические линии (то есть проделав обратную экстраполяцию каждой точки по времени назад), можно доказать, что как минимум одна геодезическая линия не может быть продолжена бесконечно далеко в прошлое.

 

Напомним, что геодезическая линия - это обобщение понятия "прямая" в искривленных пространствах, в данном случае в трехмерном. А для утверждения того факта, что Вселенная существовала не всегда, такая невозможность продолжить в прошлое все "прямые" уже достаточна.

 

Второй сценарий вечного существования Вселенной - это периодическое сжатие и расширение. Это целая группа так называемых циклических теорий, по которым Вселенная живет и расширяется, после чего сжимается до некоторого минимального объема и опять расширяется. Камнем преткновения таких теорий стал второй закон термодинамики, согласно которому энтропия может только возрастать. А значит, предыдущие циклы были бы намного короче и вещество в них было бы намного горячее, чем в момент последнего Большого взрыва, что маловероятно. Энтропия (мера беспорядка системы) должна всегда расти. И если мы возьмем Вселенную, раздуем ее, а потом схлопнем, то во второй раз мера беспорядка Вселенной будет значительно выше, чем до схлопывания. Так же происходит и со стеклянным стаканом, который падает и разбивается. До падения он представляет собой цельную конструкцию, а после него - набор осколков. Даже если собрать их в кучу, стаканом они не станут.

 

Едва ли не единственный аргумент против такого сценария заключается в том, что наблюдаемая энтропия - это не энтропия в чистом виде, а ее показатель на единицу объема. Эта удельная энтропия может остаться невозрастающей или даже убывающей, если на каждом цикле размер Вселенной будет увеличиваться. И сформировать звезды и галактики тогда можно. Но тогда Вселенная будет в среднем расширяться, однако, исходя из выводов первого сценария, мы уже знаем, что такая Вселенная вечной быть не может.

 

Третий сценарий, который позволяет обойти проблему с вечным расширением, предложил космолог из ЮАР Джордж Эллис. По мнению Эллиса, вечная Вселенная начала расширяться только в последние 14 миллиардов лет, а до этого бесконечно долго была статичной. Однако, считает Виленкин, эта гипотеза "космического яйца" также противоречива - такая не расширяющаяся Вселенная за бесконечно долгое время должна была "схлопнуться" до сингулярного состояния, чего не произошло, отмечает ученый.

 

Эту теорию тоже трудно назвать безупречной: очень много "пиротехнических эффектов"; это, по сути, новая телеология, только вместо учения о целесообразности наблюдаемого бытия, апеллирующего к разумной творческой воле Бога, нам предлагают "удревнить" историю Вселенной в тысячи (и более) раз, только чтобы плотность вакуума совпала с наблюдаемой. Самое главное, по Полу Стейнхардту, - начало очередного цикла сжатия-расширения Вселенной вызывается циклическим столкновением нашей Вселенной с параллельной. Совершенно непонятно, почему Стейнхардт и Тюрок постулируют параллельность этих двух изначальных вселенных друг другу. Из чего вытекает эта исходная посылка? Как видим, проблему "первоначального устройства" решить не удалось и здесь.

 

Итак, постоянно расширяющейся вечной Вселенной быть не может, сценарии как с циклически сжимающейся-разжимающейся, так и сжимающейся-разжимающейся с ростом объема Вселенной тоже не работают. 
Как отмечает Александр Виленкин, эти сценарии противоречивы в первую очередь потому, что невозможно провести через расширяющуюся в среднем Вселенную геодезическую линию. Значит, нужно придумать такой вариант, согласно которому теорему можно обойти.

 

Отметим, что вышеперечисленные доказательства относятся только к тем случаям, когда наша Вселенная действительно является вечной и более или менее замкнутой системой. Поэтому отдельных теорий, постулирующих, что возраст всего сущего больше, но не бесконечен, эти доводы не касаются.

 

Смотрите также:

Рождение звезд в космической бездне

Землетрясение

Строение солнечной системы

Спутники планет Солнечной системы

Гелиоцентрическая система мира