Немецкий космолог выдвинул гипотезу о нерасширении Вселенной

Космологи любят сравнивать Вселенную с надувающимся воздушным шариком. Так проще всего объяснить теорию расширения
(иллюстрация TAKE 27 LTD/SPL).

О том, что Вселенная образовалась вследствие Большого взрыва, знает каждый школьник. И каждый студент знает о том, что Вселенная расширяется, как надувающийся воздушный шарик. Галактики удаляются друг от друга, о чём говорят простейшие физические эффекты.

В физике существует явление, которое называется эффект Допплера. С ним сталкивался каждый обыватель: когда мимо наблюдателя проезжает машина скорой помощи со включённым звуковым сигналом, то сначала звук кажется выше, а по мере удаления автомобиля — всё ниже (меняется частота звука). Этому есть простое объяснение: звук — это волны, которые проходят определённый путь до человеческого уха. По мере удлинения пути меняются и параметры приходящего сигнала.

Астрофизики опираются на эффект Допплера и когда рассматривают Вселенную в телескопы. Ещё в 1920-х годах Жорж Леметр (Georges Lemaître) и Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) заметили, что все галактики имеют красноватый оттенок, и чем дальше расположена галактика, тем отчётливее заметно понижение частот приходящего излучения (так называемое красное смещение).

Свет также можно представить в виде волны, а значит эффект Допплера применим и к нему. Если не вдаваться в подробности, то удаляющиеся от наблюдателя предметы будут казаться красноватыми (красное смещение), а приближающиеся — синеватыми (синее смещение). Именно так родилась теория о том, что Вселенная расширяется.

С тех пор множество раз выдвигались и другие научные гипотезы, но ни одна из них не получила разумного подтверждения.

Сегодня немецкий физик-теоретик Христоф Веттерих (Christof Wetterich) из университета Гейдельберга предложил по-новому взглянуть на красноватый оттенок далёких галактик и забыть на время про эффект Допплера.

Эффект Доплера при наблюдении за удалёнными небесными телами (иллюстрация NASA/JPL-Caltech).

Атомы, из которых состоят все небесные (и не только небесные) тела, испускают характерный свет, зависящий от масс составляющих атомы элементарных частиц, а конкретнее — электронов. Если масса атома растёт, то испускаемый им фотон будет обладать более высокой энергией. Высокие энергии соотносятся с высокими частотами, а самая короткая длина волны (и самая высокая частота) — у фиолетового и синего света. Набирающие массу частицы будут синеватыми, а "худеющие" — красноватыми.

Но это вовсе не значит, что все галактики во Вселенной теряют массу. Поскольку скорость света хоть и недостижима, но конечна (около 300 тысяч километров в секунду в вакууме), чем дальше мы смотрим, тем более далёкие во времени события видим. К примеру, если астрономы говорят, что звезда находится в 20 тысячах световых лет от Земли, это значит, что мы видим её такой, какой она была 20 тысяч лет назад.

Если бы все тела обладали бы раньше меньшей массой, чем обладают сегодня, и постоянно бы "тяжелели", то все галактики выглядели бы красноватыми по сравнению с тем, как выглядят сейчас, и степень этого красного смещения была бы пропорциональна удалённости галактики от Земли. Собственно говоря, это именно то, что мы наблюдаем сегодня.

Если взглянуть на космос с этой точки зрения, то всё будет выглядеть иначе. Гипотеза Веттериха не исключает существование Большого взрыва и расширения Вселенной полностью. В её ранней истории был короткий период, описываемый инфляционной моделью, когда образовались элементарные частицы. Но до этого, согласно Веттериху, Большой взрыв был лишён сингулярности — бесконечной плотности Вселенной. Вместо этого Большой взрыв бесконечно растягивался во времени в прошлое. А сегодня космос уже статичен или даже схлопывается.

Космологи любят сравнивать Вселенную с надувающимся воздушным шариком. Так проще всего объяснить теорию расширения (иллюстрация TAKE 27 LTD/SPL).

У этой стройной гипотезы существует лишь один большой недостаток: её невозможно проверить экспериментально. Когда мы говорим о постоянном "утяжелении" всех тел во Вселенной, нужно учитывать, что масса есть размерная величина, а значит, она может быть измерена лишь относительно чего-то. А если растёт масса даже эталона килограмма, хранящегося в Международном бюро мер и весов, то с чем мы будет сравнивать массы звёзд и галактик?

О своей гипотезе Веттерих написал статью, которую можно почитать на сайте препринтов arXiv.org. И хотя она ещё требует экспертной оценки, пока что астрофизики в основном отзываются об идее положительно. По мнению коллег Веттериха, его гипотеза, как минимум, поможет физикам избежать однобокости мышления.

"Вся космология сегодня опирается на Стандартную модель, теорию Большого взрыва и расширения Вселенной. Я считаю, что прежде чем залезать в комфортные рамки одной научной теории, необходимо рассмотреть все альтернативные объяснения физических явлений", — прокомментировал исследование Архун Берера (Arjun Berera), физик и профессор университета Эдинбурга.

Сам Веттерих не считает свою гипотезу единственно верным объяснением всех процессов во Вселенной. Он говорит, что с помощью его модели можно будет по-другому взглянуть на некоторые явления. К примеру, физики уже пользуются различными интерпретациями квантовой механики, каждая из которых математически объяснима. В конце концов, отсутствие сингулярности Большого взрыва значительно упрощает понимание происхождения Вселенной.

Также по теме:
Новая теория зарождения Вселенной 
Учёные близки к пониманию того, откуда у вещей берётся масса 
Составлена самая подробная объёмная карта Вселенной 
Астрофизики создали карту движений ближнего космоса 
"Очень большой телескоп" обнаружил тёмные галактики без звёзд 
Рентген Вселенной

Сегодня