Развитие современной космологии в последние годы позволило физикам лучше понять феномен Большого Взрыва, как за счет ограничения некоторых из этих параметров, так и за счет уточнения теоретического описания. Тем не менее, это все еще сохраняет большую неопределенность, особенно в отношении появления Времени. Недавно ученые показали, что последний потенциально мог возникнуть еще до Большого взрыва.
Предложенный в 1922 году физиком Александром Фридманом и официально представленный каноником Жоржем Леметром в 1927 году, Большой взрыв обозначает плотное и горячее состояние Вселенной, имеющей, следовательно, чрезвычайно быстрое расширение. С начала 20го века многие астрофизические наблюдения - начиная с демонстрации Эдвином Хабблом расширения Вселенной в 1929 г. - подтверждены многие гипотезы, составляющие модель Большого Взрыва.
Однако, несмотря на количество собранных данных, некоторые части Большого Взрыва остаются неясными для космологов. Эпоха Планка, этот очень короткий период, продолжающийся 10-43 секунд после возникновения Вселенной, является прекрасным примером. Наряду с препятствием в виде Стены Планка, еще одна горящая загадка является активной областью исследований ученых: Возникновение времени
Международная группа физиков, возможно, только что разгадала некоторые загадки по этому вопросу. В исследовании, опубликованном в престижном журнале Physical Letters B, авторы показали, что, рассматривая уравнения общей теории относительности Эйнштейна и допуская как можно меньше предположений, отслеживание хронологии Вселенной привело не к исходной сингулярности, а скорее к « перевернутое пространство-время», в котором Время действительно бежало.
В современной модели Большого взрыва и согласно уравнениям общей теории относительности около 13,7 миллиардов лет назад Вселенная уменьшилась до бесконечно малого и бесконечно плотного объема: a сингулярность «В то время, во время Большого взрыва, вся материя во Вселенной была бы нагромождена сама на себя, и плотность была бы бесконечной», - объяснил физик Стивен Хокинг во время своего лекция «О происхождении времени». После публикации работы Эйнштейна по общей теории относительности Хокинг и математик Роджер Пенроуз в 1970 году продемонстрировали в своих теоремах о сингулярностях, что уравнений Эйнштейна недостаточно, когда дело доходит до изучения сингулярностей.
Во время интервью с космологом Нилом де Грассом Тайсоном Хокинг сравнил пространственно-временные размеры Большого Взрыва с Южным полюсом: «К югу от Южного полюса нет ничего, значит, вокруг него ничего не было». большой взрыв'. Хотя классическая концепция Большого Взрыва запрещает рассматривать моменты до него, физика до Большого Взрыва постепенно вырисовывалась в течение последних десяти лет вместе с Развитие теории квантовой гравитации. Некоторые гипотезы предполагают существование восстанавливающейся вселенной, другие - существование зеркальной вселенной, а третьи - вселенных, взаимодействующих внутри мультивселенной.
Рассматривая другой теоретический подход, авторы публикации показывают, что проблема, связанная с сингулярностями, возникает из противоречивых свойств, касающихся Времени, как оно определено общей теорией относительности. Освободившись от вопроса о сингулярностях, физики по-новому интерпретировали существующую модель сжатия пространства-времени, проводя различие между пространством-временем, с одной стороны, и его содержанием, с другой.
«Все проблемные термины на самом деле оказываются неуместными, когда мы изучаем динамику различных величин, определяющих, как Вселенная выглядит изнутри», - объясняет Дэвид Слоун, теоретик из Оксфордского университета. В этой новой теории физика Большого Взрыва остается неизменной во время появления Вселенной. Вместо сингулярности авторы описывают то, что они называют « точка Януса», имея в виду двуликого римского бога.
Если вернуться во времени к начальному моменту, относительные положения и масштабы компонентов Вселенной постепенно сглаживаются, пока они не примут форму двумерной поверхности. Затем, за точкой Януса, они находят трехмерную конфигурацию, но перевернутую. Кроме того, что вселенная существовала до Большого Взрыва, это также означает, что само Время, таким образом, существовало до появления нашей нынешней Вселенной.
Идея «перевернутой вселенной» не нова. Уже было предложено несколько моделей перевернутого пространства-времени с целью описания потенциальной эпохи до Большого взрыва. Однако до сих пор эти модели не давали удовлетворительного решения проблемы исходной сингулярности, ограничиваясь описанием пространства-времени за пределами этой сингулярности. В этом исследовании авторы предлагают совершенно новое решение, напрямую атакующее сингулярность.
Кроме того, в отличие от некоторых моделей Вселенной, эта не изменяет общую теорию относительности. «Мы не вводим никаких новых принципов или модификаций в общую теорию относительности Эйнштейна - мы просто переосмысливаем уравнения, связанные с компонентами пространства-времени», - говорит Слоан. В заключение авторы напоминают, что для правильной идентификации и уточнения этой новой модели необходимо еще многое сделать, но это может иметь серьезные последствия для симметрии частиц и потенциального существования Вселенной, изначально состоящей из антиматерии.