Теория относительности ошибочна?

Различные теории о функционировании Вселенной зачастую зависят от понимания гравитации — единственной силы в физике, воздействующей на материю в весьма серьезных масштабах. Правда, одной гравитацией объяснить определенные астрономические наблюдения в последние десятилетия получается не всегда.

Так, например, если измерить скорость звезд на окраинах галактики, выяснится: они двигаются слишком быстро, чтобы суметь оставаться на орбитах (если к центру галактики их притягивает только одна гравитация). Аналогично скопления галактик, вероятно, удерживаются вместе более мощной силой по сравнению с той, которую можно объяснить «гравитацией видимой материи».

Существует два возможных решения. Стандартная версия, которую предпочитает большинство ученых, заключается в том, что Вселенная содержит невидимую «темную материю», которая обеспечивает недостающую гравитацию. Загвоздка, впрочем, тоже есть. Несмотря на распространенность и принятие концепции основной (в 1980-х годах), пресловутую «темную материю» ни разу за всю историю не получалось обнаружить. Ее открыли теоретические физики, после чего несколько десятилетий шли исследования по уточнению характеристик.

Второй вариант заключается в том, что теория гравитации неверна и ее стоит заменить чем-то другим. Например, так называемой модифицированной ньютоновской динамикой (MOND). Эта гипотеза предлагает изменение в законе тяготения Ньютона и объясняет вращение галактик без привлечения упомянутой выше темной материи. Если чуть упростить, то MOND — альтернатива для общей теории относительности. Ее изобрел Альберт Эйнштейн для объяснения принципов работы гравитации и существования темной материи, удерживающих их вместе.

Но тут важно понимать: MOND стоит особняком от общепринятых теорий, подтверждение и опровержение которой ученые предлагают регулярно. Так, например, около года назад корейский исследователь проанализировал динамику тысяч двойных звезд и сумел отыскать в их ускорении отклонение от стандартной модели. При этом полученные значения согласуются с модифицированной ньютоновской динамикой.

«Белые дыры»

Большинство из нас знакомы с понятием «черной дыры» — области пространства-времени, «пожирающей» любую приближающуюся к ней материю. «Научная теория, предсказавшая существование черных дыр, говорит и о наличии белых дыр, противоположных черным во всех отношениях, — пишет Popular Mechanics. — Черные дыры бесконечно поглощают материю и энергию, а белые дыры (гипотетически) непрерывно выбрасывают энергию во Вселенную. Поскольку ничто не способно покинуть черную дыру, ничто не должно иметь возможности проникнуть в белую».

Аргументом в пользу существования белых дыр служит общая теория относительности Эйнштейна. Но есть нюанс: если черные дыры сложно обнаружить из-за отсутствия у них излучения, белые дыры должны быть яркими «фонтанами радиации». Но их астрономам заметить по какой-то причине так и не удалось. Кроме того, белые дыры противоречат второму закону термодинамики, по которому энтропия (или рассеивание энергии) системы остается либо постоянной, либо растет.

Быстрее скорости света

Когда речь идет о свете и его скорости, есть теория, которая предполагает: эта «универсальная константа» не всегда была такой универсальной. Текущие наблюдения показывают, что фиксированная скорость света составляет 299 792 458 метров в секунду — большая часть современной физики полагается на это значение.

Но исследования в области реликтового излучения создают определенное несоответствие: учитывая его однородность как в пространстве, так и на расстоянии, свет должен был достигнуть каждого из уголков ранней Вселенной. Хотя, помня про ее теперешние размеры и скорость света, мы скорее должны наблюдать некие «холодные области», а не постоянный космический микроволновый фон.

Если опустить детали, то Жуан Магейжу и Ниайеш Афшорди из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) считают, что в гораздо более молодой и горячей Вселенной скорость света была ощутимо выше, что позволяло ей быстрее преодолевать большие расстояния. «Согласно нашей теории, если вернуться к ранней Вселенной, существует температура, при которой все становится быстрее. Скорость света стремится к бесконечности и распространяется намного быстрее, чем гравитация. Это фазовый переход, подобный тому, как вода превращается в пар», — говорят исследователи.

Плотность ранней Вселенной была значительно выше — об этом ранее заявили и другие ученые, основываясь на данных космического фонового излучения. Так, скорость света в первые секунды после Большого взрыва была несколько выше — в 0,96478 раза. Существующие оценки имеют спектральный индекс 0,968. Итог? Вполне возможно, что свет не всегда был таким медленным.

Мультивселенная реальна?

С традиционной точки зрения на Большой взрыв, чтобы объяснить однородность упоминаемого выше постоянного микроволнового фона, необходимо принять за постулат «ранний всплеск сверхбыстрого расширения» — то есть модель космической инфляции. Некоторые ученые предполагают: когда наша Вселенная вышла из этой фазы, она была всего лишь одним крошечным пузырем в огромном море раздувающегося пространства.

Согласно теории, названной американским физиком-теоретиком Полом Стейнхардтом «вечной инфляцией», в других частях этого инфляционного моря возникают и другие «вселенные-пузыри», и весь этот ансамбль составляет именитую «мультивселенную». Теория становится еще интереснее, если предположить, что в других вселенных не действуют те же законы физики, что и в нашей: для этого просто нет оснований. Например, в некоторых может быть иная сила гравитации или скорость света.

«Хотя мы не можем наблюдать другие вселенные напрямую, одна из них вполне может столкнуться с нашей. Ученые даже предположили, что „холодное пятно“ реликтового излучения является отпечатком такого столкновения», — пишут в Live Science.

Вечная симуляция

Кажется, это одно из самых распространенных и в то же время фантастических предположений, которое задается одним вопросом: а что, если мы все просто живем «во сне»? Другими словами, речь про некое симуляционное пространство, в котором люди играют роли, казалось бы, самовоспроизводящегося кода. Сюжет, аналогичный «Матрице», тем не менее рассматривали и вполне серьезные исследователи, например, Ник Бостром из Оксфордского университета. На «симуляцию» мира вокруг нас якобы могут указывать несколько факторов.

«С развитием технологий мы все ближе подходим к созданию собственных симулированных вселенных, которые могли бы содержать программный код, отличающийся (с его точки зрения) самосознанием». Что мешало проделать это какой-либо другой более развитой цивилизации?

Другим возможным признаком «виртуальной среды» выступает существование «жестких ограничений» (вроде скорости света, актуальной на данный момент). Это может говорить о специально запрограммированных пределах, которые либо защищают симулированную Вселенную от разрушения, либо делают невозможным для нас открытие истины.

Впрочем, стоит признать: когда речь заходит о потенциально доказуемых теориях работы Вселенной, этот подход занимает одно из последних мест. Существуют ли некие «универсальные пределы», которые мы пока не понимаем? Возможно. Можем ли мы создавать «виртуальные среды»? Определенно (или, по крайней мере, близки к этому). Но все это не доказывает, что мы живем в симуляции, а лишь делает это потенциально возможным.

«Отсутствие проверяемых, отслеживаемых данных делает это отличным мысленным экспериментом, но, вероятно, не изменит космологию в том виде, в каком мы ее знаем», — заключается в одной из статей, описывающих теорию.

Читайте также:

• Мультивселенная действительно существует? Что об этом думали Стивен Хокинг и другие ученые
• Что произошло в момент сотворения всего на свете, или Почему мы существуем

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Перепечатка текста и фотографий Onlíner запрещена без разрешения редакции. ga@onliner.by