Физик Бруно Бенто занимается новым направлением в теории квантовой гравитации – причинными множествами. Оно основано на гипотезе о дискретной структуре пространства-времени и о частичной упорядоченности его точек. Применив этот подход к исследованию начала Вселенной Бенто и его коллеги пришли к выводу, что Вселенная не имела начала.
Не пропустите "Таинственные" радиосигналы из космоса помогут ученым открыть новые планеты
Для чего нам нужна новая теория Вселенной
Квантовая физика описывает три из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц. Общая теория относительности, с другой стороны, разработала самое полное описание гравитации, однако в двух точках – или сингулярности – она не работает: в центре черной дыры и в начале Вселенной. Там гравитация ведет себя не так, как в остальной Вселенной.
Для решения загадки сингулярности физикам необходима квантовая теория гравитации, то есть понять, как она ведет себя на микроскопическом уровне. Существует несколько подходов, в частности, теория струн и петлевая квантовая гравитация, но ученые из Ливерпуля предложили новый вариант.
Вселенная может быть вечна
Во всех современных физических теориях пространство и время непрерывны. Они образуют гладкую ткань, являющуюся основой всей реальности. Но есть и другая точка зрения, рассматривающая пространство-время в виде отдельных отрезков или "атомов". В таком случае между двумя ближайшими событиями обязательно находится промежуток.
Теория причинных множеств ловко избавляется от проблемы сингулярности, потому что говорит, что вещество невозможно сжимать бесконечно – оно не может стать меньше, чем размер "атома" пространства-времени. Другими словами, сингулярности не существует.
Бенто и его коллега Став Залель из Имперского колледжа Лондона рассмотрели события Большого взрыва с точки зрения причинных множеств.
В оригинальной формулировке и динамике причинных множеств, с классической точки зрения, причинные множества вырастают из ничего в известную нам Вселенную. В нашей же работе нет Большого взрыва как начала, поскольку причинные множества тянутся в прошлое без конца, и всегда есть что-то, что было раньше,
– утверждает Бенто.
Таким образом, физики утверждают, что во Вселенной не было начала – она просто существовала всегда. То, что мы считаем Большим взрывом, всего лишь отдельный момент в эволюции причинных множеств.