Живем ли мы во вселенной-оболочке?

Мэтью Р. Эдвардс

Вселенная может быть не такой, как вы думаете. До недавнего времени лямбда-модель холодной темной материи, казалось, доминировала в космологии. Как и предыдущие модели Большого взрыва, она предполагает, что Вселенная расширилась из сверхплотного состояния и что расширение пространства-времени вызывает хаббловское красное смещение света. Темная материя и темная энергия добавляются для решения проблем, связанных с космическим микроволновым фоновым излучением и неожиданной темнотой далеких сверхновых.

Но сейчас в этой модели начинают появляться первые трещины. JWST показал, что зрелые галактики сформировались слишком рано после предполагаемого образования Вселенной. Другие аномалии, такие как так называемое «напряжение Хаббла» и явно позднее проникновение темной энергии во Вселенную, привели к убеждению, что кризис в космологии может быть неизбежен.

Хотя остается большая надежда, что эти проблемы можно решить путем оптимизации модели LCDM, новые результаты общей теории относительности указывают в совершенно ином направлении. В 2011 году Джун Ни открыл новый класс решений уравнений поля Эйнштейна нейтронных звезд. Эти решения были дополнены и обобщены Любошем Неслушаном, Хорхе де Лира и другими.

Растворы Ни-Неслушан-деЛира необычно имеют оболочечную конфигурацию и центральную полость вещества. Отталкивающее гравитационное поле, сосредоточенное в начале координат, заставляет вещество внутри полости оболочки притягиваться к оболочке. Это также приводит к гравитационному красному смещению света, движущегося от оболочки к центру, и синему смещению света, движущегося обратно к оболочке.

Это противоречит стандартной картине общей теории относительности, которая предполагает плоское пространство-время Минковского внутри сферической оболочки материи.

Все противоречия модели LCDM можно было бы разрешить, если бы материя наблюдаемой Вселенной – как ранней, так и поздней – была сосредоточена в толстой никелевой оболочке, а Млечный Путь находился вблизи центра пустоты KBC.

Хотя такое позиционирование противоречит космологическому принципу, аномалии в подсчете квазаров и других наблюдаемых «диполей» не являются несовместимыми с ним. Во Вселенной с Ni-оболочкой красное смещение Хаббла, наблюдаемое в свете далеких звезд, будет, по крайней мере частично, результатом гравитационного красного смещения, вызванного внешней оболочкой.

Тогда напряжение Хаббла можно было бы объяснить изменяющейся производной ν(r), которая приводит к неуклонному уменьшению постоянной Хаббла по мере движения от центра Вселенной к оболочке. Тогда темная энергия модели LCDM больше не понадобится.

Вместо этого затемнение сверхновой будет результатом красного смещения Ni, из-за которого объекты кажутся дальше от нас, чем они есть на самом деле. Подобно модели Раджендры Гупты «CCC + TL», решения Ni могут быть объединены с моделью LCDM в гибридном подходе.

И все же подход Ni может пойти гораздо глубже. Учитывая недавние открытия о неожиданно высокой плотности массы при высоких красных смещениях, Вселенная может иметь такую ​​большую массу, что превратится в черную дыру.

В этом случае может возникнуть совершенно новая космология. Единственное требование для этого — чтобы пространство-время состояло из фотонных нитей, соединяющих все массы вместе, как я предположил в своей работе по гравитации и геофизике. Эти нити могут состоять из перекрывающихся пар фотонов, как описал Арто Аннила и его коллеги.

Во Вселенной с черными дырами все излучение будет задерживаться внутри видимого нами космического пространства. Реликтовое излучение могло образоваться, когда гравитационная энергия была высвобождена, а затем захвачена во время формирования оболочки. Со временем реликтовое излучение могло создать космологический цикл гравитации и силы отталкивания, аналогичной космологической постоянной Эйнштейна Λ.

Гравитация возникла бы в результате поглощения энергии фотонов реликтового излучения в нитях пространства-времени, стягивающих массы вместе, в то время как обратный Λ-процесс преобразует поглощенную энергию нитей в фотоны, раздвигая массы. Это согласуется с решениями Ni, поскольку гравитация и Λ будут приводиться в движение волнами с красным смещением внутрь и волнами с синим смещением наружу соответственно.

Что касается Λ-процесса, то я (Мэттью Р. Эдвардс) ранее нашел много свидетельств, подтверждающих его, в болометрических яркостях нейтронных звезд, белых карликов и сверхмассивных черных дыр. На этом основании я даже предложил новую теорию тектоники плит, согласно которой тепло, выделяющееся из ядра, вызывает глубокие мантийные плюмы и медленное расширение верхней мантии.

Наша работа была опубликована в журнале Astronomy.

Более того, не возникнут проблемы так называемых космологических моделей «усталого света». Замедление времени сверхновой может быть результатом гравитационного красного смещения оболочки. Реликтовое излучение будет поддерживать свой характерный спектр черного тела во всех точках пространства за счет перераспределения энергии фотонов с энергией фотонов пространства-времени.

Одна из проблем заключается в том, что звезды, расположенные ближе к центру Вселенной, чем мы, должны демонстрировать систематическое голубое смещение, которое никогда раньше не наблюдалось. Однако это также можно объяснить перераспределением энергии звездного света и энергии пространства-времени.

Вселенная с черной дырой в никелевой оболочке также поддается тестированию. Максимальная температура реликтового излучения внутри оболочки будет составлять всего около 29 К, а самая низкая точка вблизи центра может составлять 0 К. Локальная температура реликтового излучения 2,73 К в этом случае могла отражать смещение Млечного Пути относительно начала координат. Таким образом, изучение температуры реликтового излучения вблизи нашей позиции позволяет провести четкую и простую проверку модели.

Структуры черных дыр могут быть реконструированы на основе вселенной черных дыр с никелевой оболочкой. Если все черные дыры имеют аналогичную оболочечную структуру и циклы гравитации/Λ, все они должны давать ту же «максимальную светимость», что и Вселенная – c5/4G – независимо от массы черной дыры.

Маленькой черной дыре приходится сильнее бороться с гравитацией, чтобы избежать коллапса. У быстро вращающихся черных дыр оболочка Ni схлопнулась бы в тор, как можно видеть на впечатляющих фотографиях сверхмассивных черных дыр.

На более глубоком уровне механизм гравитации/Λ можно рассматривать как своего рода квантовую суперпозицию растворов Ni, возможный шаг к согласованию точек зрения квантовой гравитации и общей теории относительности.

Космологи не будут спешить с защитой оболочечной Вселенной. Предстоит еще много работы, например, согласование решений Ni с наблюдаемой Вселенной. Темная материя и темная энергия не просто отодвинуты в сторону. Но если я прав, Вселенная — это не то, о чем вы, возможно, всегда думали.

Вместо того, чтобы бесконечно расширяться и вымирать в результате «тепловой смерти», он станет безопасным и, возможно, даже постоянным домом – не только для человечества, но и для всей жизни.

Эта история является частью диалога Science X, где исследователи могут поделиться идеями из своих опубликованных исследовательских статей. На этой странице вы найдете информацию о Диалоге Science X и о том, как принять в нем участие.