asthfghl | Десетте най-чудати космологични теории

Космологията е една от най-изпълнените с хипотетични теории области на науката. Освен умело боравене с математика и физика от най-висш клас, на космолога е необходимо да разполага и с голяма доза въображение. Така често се стига до ред теории, които за незапознатия с темата страничен наблюдател могат да звучат твърде странно, дори налудничаво, сякаш изсмукани между пръстите - въпреки факта, че в повечето случаи те се основават на огромно количество налични открития и наблюдения. Тук ще разгледаме някои от тези хипотези, които се намират на ръба на неизвестността в съвременната наука.

1. Сблъскващите се мембрани

Възможно ли е нашата Вселена да представлява триизмерна мембрана, която се носи сред многоизмерно пространство ("хиперпространство")? Според тази хипотеза, Мултивселената представлява безкраен самун хляб, съставен от безброй успоредни "филии" (мембрани), всяка от които е отделна вселена. Две съседни вселени биха могли много бавно да се приближават една към друга (подобно на квантовия ефект на Казимир) и накрая да се сблъскат, като така предизвикат Голям взрив (който или да обхваща определен регион от въпросните мембрани, или да настъпва едновременно в целия им обем).

Тази теория, известна като М-теория, е производна на суперструнната теория, според която освен познатите ни три пространствени и едно времево измерение, съществуват голям брой допълнителни микроскопични измерения - а основният градивен елемент на всичко са миниатюрни струни от чиста енергия, чиято форма и начин на вибриране определя цялото разнообразие от елементарни частици и основни взаимодействия във Вселената. И макар и да изглежда много по-слаба в сравнение с другите сили, гравитацията единствена е способна да преминава между тези мембрани - благодарение на специфичната "затворена" форма на струните, отговарящи за нейното разпространение, която им позволява да се "откопчат" от съответната мембрана. А същевременно, по същата причина всичката материя в нашата Вселена е "хваната в капан" в голямокалибрените три измерения. Всъщност именно поради тази си особеност, гравитацията сякаш се "размива" между измеренията и затова ни изглежда толкова слаба.

Южноафриканският учен Нийл Турок от Кеймбриджкия Университет и американският му колега Пол Стейнхард от Университета Принстън в Ню Джърси са разработили възможен сценарий как Големият взрив би могъл да бъде предизвикан от сблъсъка на нашата Вселена с нейна съседка. Тези сблъсъци се повтарят до безкрай и така периодично се случват безброй Големи взривове. Така че ако моделът на цикличната Вселена е верният, тогава космосът също би се оказал без начало и край.

2. Еволюиращите вселени

Когато материята се смачка до екстремна плътност в центъра на черна дупка, тя би могла да "отскочи" обратно и да създаде нова млада вселена (но в друго измерение). Физичните закони в така получената нова вселена могат да се различават едва забележимо или значително от тези във "вселената-родител", като тази мутация става на произволен принцип. Така се получава нещо като "еволюция" и естествен подбор на вселените. Според Лий Смолин от Периметър Институт в Канада, вселени, в които физичните закони са такива, че да предизвикват масовото възникване на черни дупки, по принцип имат по-многобройно "потомство" и следователно рано или късно започват да доминират цялата популация в Мултивселената.

Ако населяваме една обичайна вселена, то от чисто статистическа и еволюционна гледна точка, тя би следвало да има такива физични закони и такива стойности на основните физични константи, които биха спомогнали оптималното производство на максимален брой черни дупки (и оттам - раждането на повече нови вселени). Все още не е съвсем ясно дали нашата Вселена попада в тази графа, но очевидно тя изглежда достатъчно прецизно "настроена", че да позволи продължителното развитие на сложни структури, а оттам - и зараждането на сложни форми на живот като човека (т.нар. "антропен принцип").

3. Суперфлуидното пространство-време

Една от най-чудатите нови теории в космологията гласи, че пространство-времето всъщност представлява свръхтечна (суперфлуидна) субстанция с нулев коефициент на триене. Следователно, според физиците Павел Мазур от Университета на Южна Каролина и Джордж Чаплайн от Лабораторията Лорънс Ливърмор в Калифорния, ако Вселената се върти около себе си, то свръхтечното пространство-време би изобилствало от "въртопи" и "завихряния". И те може да са създали предпоставките за получаването на днешната структура на галактиките и големите галактически купове.

Мазур предполага, че нашата Вселена може да се е родила в колабираща звезда, където комбинацията от звездна материя и свръхтечно пространство може да е породила проявата на тъмната енергия - мистериозната сила на отблъскване, която в момента предизвиква все по-ускореното разширение на Вселената.

4. Вселена на "Златната среда"

Защо Вселената притежава свойства, които явно са "съвсем точни" с оглед възникването и продължителното развитие на живот? Дори нищожно заиграване с основните физични константи би обърнало нещата толкова драстично, че резултатът може да е изчезването на всякакви звезди и галактики, дори провален опит за създаване на материя. Или вселена, която ще просъществува само няколко части от секундата, преди отново да колабира обратно в себе си, или да се разпилee безвъзвратно в хаотична и безполезна супа от елементарни частици и енергия.

Едно възможно обяснение е именно "антропният принцип", който гласи, че нашата Вселена би трябвало да е достатъчно "гостоприемна" към нашето съществуване, иначе ние просто не бихме били тук, за да я наблюдаваме и да си задаваме всичките тези въпроси. Напоследък тази теория набира доста подкрепа сред научните среди, тъй като теорията на космическата инфлация и по-специално "вечната инфлация" предполага, че е възможно съществуването на безброй вселени. А суперструнната теория намеква, че те могат и да проявяват безкрайно разнообразие от възможни физични свойства и закони. Но същевременно, мнозина космолози отхвърлят антропния принцип като псевдонаучен (или в най-добрия случай - като чиста философия), тъй като поне засега (а може би и завинаги) той не е в състояние да предложи конкретни прогнози, които да могат да се проверят чрез наблюдения.

5. Дългата ръка на гравитацията

Тъмната материя може и да се окаже, че не е точно "нещо" - поне не и в смисъла, в който сме свикнали да разбираме това понятие. Всъщност названието на този феномен може да се окаже подвеждащо - тъмната материя изглежда представлява просто едно странно свойство на гравитацията. Една теория, наречена MOND (модифицирана нютонова динамика), предполага, че въздействието на гравитацията не затихва толкова бързо, колкото постулират досегашните общоприети теории.

Тази по-силна версия на гравитацията би могла да изпълнява ролята на тъмната материя, която изглежда скрепва галактиките и галактическите купове, които без нея постепенно биха се разлетели на парчета. Една нова формулировка на MOND, която взема под внимание и Относителността, напоследък е възродила интереса към тази идея, макар че засега тя не намира начини да обясни "петнистия" хакартер на космическото фоново микровълново лъчение ("реликтово излъчване"), което е отпечатък от ранния стадий на развитие на Вселената отпреди появата на звездите.

6. Космически призраци

Три от мистериите на модерната космология могат да се обобщят в едно "призрачно" явление. След някои подобрения в Теорията на общата относителност на Айнщайн, екип от физици е открил странна субстанция, която е последствие от модифицираната версия на теорията: т.нар. "призрачен кондензат". Той може да произвежда отблъскваща гравитация и да е породил космическата инфлация веднага след Големия взрив, а по-късно може да е поддържал едно по-убито ускорение, което днес се приписва на тъмната енергия. Освен това, когато тази мистериозна субстанция се събере на купове, тя може да създава тъмна материя.

7. Малката Вселена

Наблюдаваното на картата WMAP разпределение на реликтовото излъчване има един съмнителен недостатък: в него има изненадващо големи петна. Едно от възможните обяснения е, че всъщност Вселената е малка. Толкова малка, че в онзи далечен момент, когато микровълновият фон бил излъчен за пръв път, в него просто е нямало как да се получат всичките тези "буци". Ако това е вярно, тогава пространството би следвало някак да може да се "огъва" около себе си.

Едно наистина странно предположение е, че Вселената има формата на фуния, с по-тесен и един по-широк край, подобно на тромпет. Огънатата кривина на пространството в този модел също би могла да "разтегне" всякакви по-дребни петна в микровълновия фон и да измени първоначалната им кръгла форма до малки елипси - каквито в действителност сега наблюдаваме.

8. Свръхбърза светлина

Защо наглед противоположни краища на Вселената изглеждат общо взето по същия начин? Това е загадка, защото противоположни райони от днешната видима Вселена явно никога не са били в досег помежду си. Причината за това е космическата инфлация, която в първите наносекунди след Големия взрив е разширила размера на Вселената много по-бързо от скоростта на светлината. Която пък се счита за предела на скоростта, с която дадена информация би могла да пътува през пространството - но не и задължително пределът на скоростта на разширение на самото пространство.

Дори в най-ранните мигове след Големия взрив, когато тези райони са били доста по-близо един до друг, светлината (или който и да е друг вид информация) не е разполагала с достатъчно време, за да прекоси разстоянието помежду им. Нямало е достатъчно време температурата и плътността да се изравни достатъчно навсякъде. И все пак днес наблюдаваме, че те са изключително "изгладени" из цялата Вселена.

Едно възможно обяснение, допълващо космическата инфлация е, че по онова време светлината се е движела значително по-бързо от сега. Но ако това е вярно, значи Теорията на относителността се нуждае от радикална поправка.

9. Стерилно неутрино

Възможно е тъмната материя да е съставена от най-трудно откриваемите частици, които въобще могат да съществуват - стерилното неутрино. Хипотетично, това са по-тежки братовчеди на обичайното неутрино, които обаче биха взаимодействали с обичайната материя само чрез гравитацията. Което на практика ги прави невъзможни за засичане със сегашните ни измервателни приспособления. Все пак, те може да притежават подходящите свойства, за да се причислят към частиците "топла" тъмна материя, които непрестанно прелитат със скорост от няколко километра в секунда и оформят огромните струпвания тъмна материя, които съвременните астрономически изчисления са установили.

10. Добре дошли в Матрицата

Едно от най-чудатите предположения е, че нашата Вселена може и въобще да не е реална. Тази хипотеза наистина е повече в полето на философията и съвсем подобаващо принадлежи на философ на име Ник Бустрьом, който твърди, че ние вероятно живеем вътре в огромна комютърна симулация.

Ако приемем, че на даден етап от развитието на компютърните технологии става възможна пълната симулация на реалност или дори симулация на съзнание, тогава нищо не би попречило на бъдещите цивилизации да се пробват в това начинание. А защо някоя от тях вече да не го е сторила? В такъв случай потенциално биха могли да се симулират неограничен брой вселени. И не е изключено ние да населяваме една от тях. Всъщност логически и статистически, вероятността нашата Вселена да е една измежду многото симулации, е многократно по-голяма от това тя да е реалната. Това би обяснило и някои чудатости като тъмната енергия, които биха могли да бъдат дигитални приложения (пачове), добавени впоследствие, за да "закърпят" някои несъответствия и грешки в първоначалната версия на симулацията.

В известен смисъл, неминуемо ограничената разделителна способност на коя да е компютърна симулация би обяснила и странното размиване на информацията за поведението на материята, когато "слезем" на изключително микроскопично (квантово) ниво в наблюдавания свят (т.е. отвъд мащаба на Планк).

Пространствено-времевата квантова пяна: при миниатюрните мащаби на Планк, времето и пространството започват да се държат по странен начин