Universum kunde ha fötts endast som ett resultat av Big Bang, eftersom alla alternativa scenarier för dess bildning leder till en omedelbar kollaps av det nyfödda universum och dess förstörelse, enligt en artikel publicerad i tidskriften Physical Review D.
”Alla dessa teorier utvecklades för att förklara den ursprungliga” släta”strukturen i universum vid tidpunkten för dess födelse och” grepa”de primära villkoren för dess bildning. Vi har visat att de faktiskt skapar motsatt bild - kraftfulla störningar uppstår i dem, vilket i slutändan leder till kollaps av hela systemet, skriver Jean-Luc Lehners från Institutet för gravitationsfysik i Potsdam (Tyskland) och hans kollegor.
De flesta kosmologer tror att universum föddes från en singularitet, som började växa snabbt under de första stunderna efter Big Bang. En annan grupp astrofysiker tror att födelsen av vårt universum föregicks av döden av dess "förfäder", vilket troligen hände under den så kallade "Big Rip".
Huvudproblemet med dessa teorier är att de är oförenliga med relativitetsteorin - i det ögonblick då universum var en dimensionslös punkt, borde det ha haft en oändlig energitäthet och rymdens krökning, och kraftfulla kvantfluktuationer skulle ha dykt upp i den, vilket är omöjligt från punkten vision om Einsteins hjärnbarn.
För att lösa detta problem har forskare under de senaste 30 åren utvecklat flera alternativa teorier där universum är född under olika, mindre extrema förhållanden. Till exempel föreslog Stephen Hawking och James Hartle för 30 år sedan att universum var en punkt inte bara i rymden utan också i tiden, och innan dess födelse, tid, i vår förståelse av ordet, helt enkelt inte existerade. När tiden dök upp var rymden redan relativt "platt" och homogen så att ett "normalt" universum med "klassiska" fysiklagar kunde uppstå.
I sin tur tror den sovjetamerikanska fysikern Alexander Vilenkin att vårt universum är en slags "bubbla" av falskt vakuum i det eviga och ständigt expanderande jätte-universumet, där sådana bubblor ständigt uppstår till följd av kvantfluktuationer i vakuumet, bokstavligen födda ur ingenting.
Båda dessa teorier gör det möjligt för oss att ta reda på frågan om "tidens början" och oförenlighet med Big Bang-förhållandena med Einsteins fysik, men samtidigt väcker de en ny fråga - är sådana alternativ för universums expansion att kunna generera det i den form det nu finns?
Som beräkningar av Leners och hans kollegor visar kan sådana scenarier för universums födelse inte fungera i princip. I de flesta fall leder de inte till ett "platt" och lugnt universum som vårt, utan till uppkomsten av kraftfulla störningar i dess struktur, vilket kommer att göra sådana "alternativa" universum instabila. Dessutom är sannolikheten för att ett sådant instabilt universum föddes mycket högre än dess stabila motsvarigheter, vilket ställer tvivel om Hawking och Vilenkins idéer.
Kampanjvideo:
Följaktligen kan inte Big Bang undvikas - forskare, som Lehners och hans kollegor drar slutsatsen, kommer att behöva hitta ett sätt att förena kvantmekanik och relativitetsteorin, samt förstå hur kvantfluktuationer undertrycktes vid extremt hög täthet av material och krumning i rymdtid.
