Млечный Путь, 21 век, No 2(47), 2024

Есть забавный расчет, который можно выполнить, приложив лишь небольшие усилия. Если бы вы сложили всю материю и излучение наблюдаемой Вселенной - все атомы, все черные дыры, всю темную материю, все фотоны и все нейтрино - вы бы получили значение эффективной "массы" наблюдаемой Вселенной. (В конце концов, если самое известное уравнение Эйнштейна говорит нам, что E = mc², то верно и то, что m = E/c², поэтому мы можем найти эквивалент массы для всех вещей, обладающих энергией.) И если бы вы затем представили, что вся эта масса пошла на создание черной дыры, то могли бы вычислить ожидаемый радиус черной дыры с горизонтом событий и с массой, эквивалентной тому, что находится внутри нашей наблюдаемой Вселенной.

Во время космологической инфляции пространство, содержащееся в инфляционной области, растет экспоненциально, удваиваясь во всех трех измерениях с каждой крошечной проходящей долей секунды. Там, где заканчивается инфляция, наступает горячий Большой взрыв. Но из-за квантовых эффектов каждая область, где происходит Большой Взрыв, будет окружена все более раздувающимся, экспоненциально расширяющимся пространством, гарантируя, что никакие две области, где произойдет горячий Большой Взрыв, никогда не столкнутся, не пересекутся или не перекроются.

Ответ, который вы получите на вопрос "Насколько велик будет горизонт событий черной дыры с массой, эквивалентной всей материи и излучения в наблюдаемой Вселенной?" около 16,5 миллиардов световых лет. Это около трети фактического радиуса края наблюдаемой Вселенной: 46,1 миллиарда световых лет. Фактически, если бы не присутствие темной энергии - если бы у нас было больше нормальной материи, темной материи, нейтрино или фотонов вместо темной энергии - эти два значения фактически равнялись бы друг другу. Несмотря на то, что мы не наблюдаем никаких доказательств существования белых дыр в нашей Вселенной, тот факт, что у нас был Большой Взрыв, и тот факт, что у нас есть черные дыры в нашей Вселенной, вполне согласуется с идеей о том, что в нашей Вселенной существует "белая дыра". другой конец каждой черной дыры, которая когда-либо была создана. На самом деле, если очень глубоко заглянуть в дебри, если вы спросите, что происходит, когда вы падаете за внешний горизонт событий вращающейся черной дыры, то окажется, что то, что вы испытываете, очень похоже на то, что, как мы полагаем, переживала наша Вселенная незадолго до горячего Большого взрыва: период экспоненциального расширения, очень похожего на то, что мы сегодня знаем как космическую инфляцию.

Извне черной дыры вся падающая материя излучает свет и всегда видна, в то время как ничто из-за горизонта событий не может выйти наружу. Но если бы вы упали в черную дыру, ваша энергия могла бы вновь возникнуть как часть горячего Большого взрыва в новорожденной Вселенной.

Но существуют ли белые дыры на самом деле? Правда в том, что мы никогда не видели ни одной и не ожидаем, что когда-нибудь найдем хоть одну в нашей Вселенной. Горизонты событий, к сожалению, очень хорошо "скрывают" все, что происходит по другую сторону от них. В центральных точках каждой черной дыры нашей Вселенной может быть что-то очень интересное, но мы никогда не сможем получить к ним доступ.

Трезвая истина, как бы мы ее ни ненавидели, заключается в том, что количество информации, присутствующей во Вселенной, ограничено и не позволяет нам реконструировать то, что происходит (или что происходило) по "другую сторону" этих событий. Стоит иметь в виду, что Общая теория относительности признает белые дыры равноценными с черными дырами, но в нашей Вселенной были найдены только наблюдательные свидетельства существования черных дыр.

Белые дыры остаются интригующей возможностью, но их существование на данный момент можно назвать в лучшем случае лишь спекулятивным.

***

Лучший способ измерить космическое время

По какой-то причине, когда мы говорим о возрасте звезд, галактик и Вселенной, мы используем "годы" для измерения времени. Можем ли мы добиться большего?

Есть ряд грандиозных вопросов, которые мы можем задать о Вселенной, которые затрагивают самую суть того, чем на самом деле является реальность, и которые были одними из самых больших вопросов за всю историю человечества. Такие вопросы, как "Что такое Вселенная?", "Насколько она велика?" и "Была ли Вселенная вечно или возникла, и если да, то когда?". Раньше это были одни из величайших философских загадок, и тем не менее, последние сто лет дали твердые научные ответы. Мы знаем, что такое Вселенная, мы знаем, что наблюдаемая нами часть представляет собой волосок диаметром более 92 миллиардов световых лет, и мы знаем, что произошел горячий Большой Взрыв, который дал начало Вселенной, какой мы ее знаем, 13,8 миллиардов лет назад, с неопределенностью всего ~1% или около того.

Но почему из всех существующих способов измерения времени и расстояния мы используем такой земноцентричный набор единиц, как "годы" и "световые годы"? Нет ли лучшего, более объективного и универсального способа сделать это?