V súčasnej kozmológii sa Veľký tresk považuje za počiatočný moment vzniku vesmíru, kedy vznikli priestor, čas a hmota. Tento model však naráža na zásadné teoretické limity, najmä v otázke singularity, kde prestávajú platiť známe fyzikálne zákony. Nový výskum publikovaný v časopise Physical Review D prináša alternatívu, ktorá tieto problémy obchádza pomocou známych princípov všeobecnej relativity a kvantovej mechaniky.

Autori štúdie, vedení fyzikom Enriquem Gaztañagom, navrhujú model, v ktorom náš vesmír vznikol v dôsledku gravitačného kolapsu hmoty. Výsledkom takéhoto kolapsu je čierna diera, v ktorej podľa ich výpočtov nedochádza k singularite, ale k tzv. „odrazu“.

Tento odraz, známy aj ako bounce, znamená, že namiesto nekonečného zhustenia dochádza po určitom bode k expanzii. Táto expanzia má parametre, ktoré zodpovedajú vlastnostiam nášho vesmíru. Na tému upozornil portál Phys.

NASA

Kvantové princípy bránia singularite, vzniká nový priestor

Kľúčovým prvkom tejto teórie je aplikácia kvantového vylučovacieho princípu. Ten zakazuje, aby dve identické častice zdieľali rovnaký kvantový stav. Pri extrémnych hustotách tento princíp vytvára protitlak, ktorý môže zabrániť vzniku singularity. Výpočty tímu ukazujú, že kolaps sa v kritickej fáze zastaví a hmota začne expandovať.

Model je postavený na presnom analytickom riešení rovníc všeobecnej relativity, bez numerických aproximácií. Podľa autorov dochádza ku kozmickému odrazu bez potreby zavádzania neznámych polí, ako je inflatón, alebo stále len hypotetickej temnej energie. Tieto dve fázy expanzie, rýchla inflácia po odraze a súčasné zrýchľovanie rozpínania vesmíru, vznikajú prirodzene ako dôsledok dynamiky samotného kolapsu a odrazu.

Testovateľné dôsledky a nové pohľady na pôvod štruktúr

Model zároveň poskytuje konkrétne, pozorovateľné predpovede. Jednou z nich je existencia malého, ale kladného zakrivenia priestoru. V štandardnom kozmologickom modeli je vesmír buď úplne plochý, alebo s veľmi malým zakrivením, ktoré zatiaľ nie je presne určené. Nový model predpokladá, že toto zakrivenie je zvyškom pôvodnej hustoty, ktorá spustila kolaps.

freepik / Pxhere

Ak budúce merania misie Euclid potvrdia pozitívne zakrivenie, bude to silný dôkaz v prospech tejto teórie. Model taktiež vysvetľuje viaceré otvorené otázky modernej kozmológie, vrátane pôvodu supermasívnych čiernych dier, hierarchickej štruktúry galaxií a charakteru temnej hmoty.

Zároveň otvára nový pohľad na samotný koncept vesmíru. Ak je uvedený model správny, potom celý náš pozorovateľný vesmír existuje vo vnútri čiernej diery, ktorá vznikla v inom, väčšom vesmíre. Vznik nášho vesmíru by teda nebol výnimočný ani unikátny, ale súčasť širšieho cyklického procesu, ktorý spája gravitáciu, kvantové zákony a globálnu štruktúru kozmu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky