Заперта ли наша Вселенная внутри черной дыры?

Заперта ли наша Вселенная внутри черной дыры? Это открытие космического телескопа Джеймса Уэбба может взорвать ваш мозг

«Я думаю, что самое простое объяснение вращения Вселенной заключается в том, что Вселенная родилась во вращающейся чёрной дыре».

Без сомнения, с момента своего запуска космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) произвел революцию в нашем представлении о ранней Вселенной, но его новые открытия могут поставить астрономов в тупик. На самом деле, он может рассказать нам кое-что важное о зарождении Вселенной, возможно, намекнув на то, что все, что мы видим вокруг себя, заключено в черной дыре.

Телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов, который начал наблюдать за космосом летом 2022 года, обнаружил, что подавляющее большинство объектов в глубоком космосе и, следовательно, ранние галактики, которые он наблюдал, вращаются в одном направлении. В то время как около двух третей галактик вращаются по часовой стрелке, другая треть вращается против часовой стрелки.

В случайной вселенной ученые ожидали бы обнаружить, что 50% галактик вращаются в одну сторону, в то время как остальные 50% вращаются в другую. Это новое исследование предполагает, что существует предпочтительное направление вращения галактик.

Наблюдения за 263 галактиками, выявившие этот странно скоординированный космический танец, были собраны в рамках проекта James Webb Space Telescope Advanced Deep Extragalactic Survey, или «JADES».

«Пока неясно, что является причиной этого, но есть два основных возможных объяснения», — сказал в своем заявлении руководитель группы Лиор Шамир, доцент кафедры компьютерных наук в Carl R.Ice College of Engineering (инженерный колледж при Университете штата Канзас, США).

«Одно из объяснений заключается в том, что Вселенная родилась вращающейся.

Это объяснение согласуется с такими теориями, как космология черных дыр, которая постулирует, что вся Вселенная — это внутренняя часть черной дыры.

«Но если Вселенная действительно родилась вращающейся, это означает, что существующие теории о космосе неполны».

Рожденная в черной дыре?

Космология черных дыр, также известная как «космология Шварцшильда», предполагает, что наша наблюдаемая вселенная может быть внутренней частью самой черной дыры внутри более крупной родительской вселенной.

Впервые эта идея была выдвинута физиком-теоретиком Раджем Кумаром Патрия и математиком И. Дж. Гудом. Она представляет собой идею о том, что «радиус Шварцшильда», более известный как «горизонт событий» (граница, за пределами которой ничто не может покинуть черную дыру, даже свет), также является горизонтом видимой Вселенной.

Это имеет еще одно следствие: каждая черная дыра в нашей вселенной может быть дверью в другую «детскую вселенную». Эти вселенные будут ненаблюдаемы для нас, потому что они также находятся за горизонтом событий, односторонней точкой невозврата света, из которой свет не может выйти, а значит, информация никогда не сможет дойти из недр черной дыры до внешнего наблюдателя.

Эту теорию отстаивает польский физик-теоретик Никодем Поплавский из Университета Нью-Хейвена.


Наблюдаемые JWST галактики, вращающиеся в одну сторону, отмечены красным, в другую — синим.

Черные дыры рождаются, когда разрушается ядро массивной звезды. В его сердце находится материя, плотность которой намного превышает все, что есть в известной Вселенной.

Согласно теории Поплавского, в конечном итоге связь между торсионом, то есть скручиванием и вращением материи, и спином становится очень сильной и не позволяет материи бесконечно сжиматься до сингулярности.

«Вместо этого материя достигает состояния конечной, чрезвычайно большой плотности, перестает разрушаться, испытывает отскок, как сжатая пружина, и начинает быстро расширяться», — объяснил Поплавский сайту Space.com. «Чрезвычайно сильные гравитационные силы вблизи этого состояния вызывают интенсивное производство частиц, увеличивая массу внутри черной дыры на много порядков и усиливая гравитационное отталкивание, которое приводит к отскоку».

Учёный продолжил, добавив, что быстрая отдача (отскок) после такого сильного толчка могла привести к расширению нашей Вселенной — событию, которое мы сейчас называем Большим взрывом.

«Оно порождает конечный период космической инфляции (расширения), что объясняет, почему наблюдаемая нами сегодня Вселенная на самых больших масштабах кажется плоской, однородной и изотропной», — говорит Поплавски.

«Таким образом торсион (вращение) в гравитации расширенной теории общей относительности Эйнштейна обеспечивает правдоподобное теоретическое объяснение сценария, в соответствии с которым каждая черная дыра порождает внутри себя новую, детскую вселенную и становится мостом Эйнштейна-Розена, или «червоточиной», соединяющей эту вселенную с родительской вселенной, в которой черная дыра существует».


Иллюстрация червоточины, ведущей в новую вселенную.

В новой вселенной, согласно этой теории, родительская вселенная предстаёт как обратная сторона единственной белой дыры новой вселенной, области пространства, в которую нельзя попасть извне и которую можно рассматривать как обратную сторону черной дыры.

«Соответственно, наша вселенная может быть внутренним пространством черной дыры, существующей в другой вселенной», — продолжает Поплавски. Движение материи через границу черной дыры, называемую горизонтом событий, может происходить только в одном направлении, что создает асимметрию прошлого и будущего на горизонте и, таким образом, во всей новорождённой Вселенной».

«Таким образом, стрела времени в такой вселенной будет унаследована посредством скручивания от родительской вселенной».


Спиральные галактики, снятые JWST. Галактики, обведённые синим, вращаются в направлении, противоположном Млечному Пути, а галактики, обведённые красным, вращаются так же, как Млечный Путь.

Что касается новых результатов работы JWST, Поплавски сказал Space.com: «Было бы интересно, если бы у нашей Вселенной была предпочтительная ось. Такая ось могла бы быть естественным образом объяснена теорией, согласно которой наша Вселенная родилась по другую сторону горизонта событий черной дыры, существовавшей в какой-то родительской Вселенной».

Он добавил, что черные дыры образуются из звезд или в центрах галактик, и, скорее всего, из шаровых скоплений, которые вращаются. Это означает, что черные дыры также вращаются и ось вращения черной дыры будет влиять на вселенную, созданную черной дырой, проявляя себя в качестве предпочтительной оси.

«Я думаю, что самое простое объяснение вращающейся Вселенной заключается в том, что Вселенная родилась во вращающейся чёрной дыре. Торсионное поле пространства-времени обеспечивает наиболее естественный механизм, который позволяет избежать сингулярности в чёрной дыре и вместо этого создаёт новую, замкнутую Вселенную», — продолжил Поплавски. «Предпочтительная ось в нашей Вселенной, унаследованная от оси вращения родительской чёрной дыры, могла повлиять на динамику вращения галактик, создав наблюдаемую асимметрию по часовой и против часовой стрелки.

«Открытие JWST о том, что галактики вращаются в предпочтительном направлении, подтвердило бы теорию черных дыр, создающих новые вселенные и я был бы чрезвычайно рад, если бы эти выводы подтвердились».

Другое объяснение того, почему JWST мог увидеть чрезмерное количество галактик, вращающихся в одном направлении, заключается в том, что это могло быть вызвано собственным вращением Млечного Пути.

Ранее учёные считали, что скорость вращения нашей галактики слишком мала, чтобы оказывать заметное влияние на наблюдения, проводимые JWST.

«Если это действительно так, то нам нужно будет заново откалибровать наши измерения расстояний в далёкой Вселенной», — заключил Шамир. «Повторная калибровка измерений расстояний также может объяснить несколько других нерешённых вопросов в космологии, таких как различия в скорости расширения Вселенной и крупных галактик, которые, согласно существующим измерениям расстояний, должны быть старше самой Вселенной».

Исследование команды было опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Источник