Международная группа физиков во главе с Институтом космологии и гравитации Портсмутского университета выпустила исследование, согласно которому многие физические явления можно объяснить тем, что наша Вселенная не возникла из «сингулярности», как ранее предполагал Большой взрыв, а образовалась внутри сверхмассивной чёрной дыры.
По этой теории, материя внутри коллапсирующего облака достигла состояния высокой плотности, но вместо того, чтобы сжаться в бесконечную сингулярность, она «отскочила назад, как сжатая пружина» из-за накопленной энергии, создав нашу Вселенную.
Ключевые аспекты и следствия этой концепции «Вселенной внутри черной дыры»:
Теория предполагает, что происхождение Вселенной идёт не из ничего, а является логичным продолжением космического цикла. Наша Вселенная не первая, не последняя, и, видимо, не единственная.
Край наблюдаемой Вселенной на самом деле является горизонтом событий нашей чёрной дыры. Через край Вселенной происходит обмен веществами со Вселенной-прародителем (мы отдаем им излучение Хокинга, а взамен получаем падающую в нас материю). То, что эта граница является горизонтом событий, не позволяет нам увидеть то, что находится за ее пределами.
Другие чёрные дыры могут содержать свои собственные невидимые для всего остального мира вселенные, потенциально связанные «кротовыми норами».
Теория основана на решении парадоксов в квантовой физике, устанавливающей фундаментальные ограничения на то, насколько сильно может быть сжата материя. Главный плюс тут в том, что эта идея позволяет предотвратить парадокс бесконечной сингулярности, параллельно объясняя наличие тёмной энергии (влияние внешних вселенных) и тёмной материи.
Именно тёмной материи в исследовании уделяется особое внимание. Согласно идеям Джозефа Браманте и Нирмала Раджа (и их математическим выкладкам, в которых я, честно, мало что понял), эта материя является остатками гелиевых белых карликов, существовавших больше ста триллионов лет назад. И поступающими в нашу черную дыру по ходу того, как она поглощает мертвый космос предыдущей, более крупной (но, вероятно, уже почти пустой) вселенной.
Новая модель также помогает объяснить различные недавно возникнувшие космические загадки, такие как аномалия вращения дальних галактик, происхождение сверхмассивных черных дыр, а также формирование галактик, часть которых кажутся слишком старыми для теории Большого взрыва.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review D, почитайте: «Космология самовоспроизводящихся вселенных внутри черных дыр, образованных в результате звездного коллапса, вызванного темной материей».
Теория, вкратце
Физики предполагают, что наша Вселенная образовалась после огромного гравитационного коллапса, который породил огромную чёрную дыру. Материя внутри этой чёрной дыры была сжата до предела, а потом отскочила назад, как сжатая пружина, создав нашу Вселенную. Механика похожа на Большой взрыв, но фундаментальные причины и масштабы другие, а главное — нет необходимости придумывать «материю из ничего».
По их словам, выкладки полностью сходятся, если предположить, что гелиевые белые карлики через сто триллионов лет начинают превращаться в чёрные дыры, отдавая часть своей материи (до этого считалось, что из-за своей скромной массы такие карлики в дыры напрямую никогда не превратятся, но проверить это технически не представляется возможным — белые звезды способны существовать 1019 лет, и даже больше). В таком случае доминирующим источником энтропии в нашей Вселенной являются как раз остатки этих белых карликов, доставшиеся нам от предыдущих вселенных. Они формируют большую часть нашей тёмной материи.
Почему это может быть так — тут лучше читать работу самому, объяснения мягко говоря не из простых. Насколько я смог понять, в теории Большого взрыва, согласно которой нашей Вселенной всего 13,7 млрд лет, то, что происходит в конце жизни белых карликов, никого особо не волнует. Но если посчитать, что мы — всего лишь часть куда более старой вселенной (и, потенциально, бесконечного количества разных вселенных), то выходит, что именно белые карлики являются основным местом скопления барионов в галактиках после прекращения звездообразования.
Значит, такие карлики — главные «генераторы» вещества после того, как в космосе остались существовать только они и чёрные дыры. Основная часть материи в старых вселенных будет исходить именно от таких мелких звёзд. Поэтому добрые 40% исследования посвящены тому, какие частицы эти карлики в итоге вырабатывают, и почему ими будет заполнена следующая, более «свежая» вселенная (то есть наша).
В общем, математика ведёт к тому, что белые карлики в конце своей жизни всё-таки превращаются в чёрные дыры, и в процессе могут выделять массу «тёмной материи», не реагирующей со всеми остальными частицами. Как утверждают ученые, такая материя может быть обнаружена в ходе текущих экспериментов.
По словам исследователей, если верить математике того, что происходит с этими звездами в конце их очень-очень долгой жизни, получается вселенная во вселенной, удивительно похожая на нашу.
Гравитационный коллапс не обязательно заканчивается сингулярностью, и другие чёрные дыры тоже могут содержать невидимые для всех остальных вселенные — правда, вероятно, соответствующего размера. Маленькая черная дыра вряд ли может поддерживать внутри себя множество звездных и планетарных систем.
Почему это может быть правдой
Теория о том, что Вселенная может существовать внутри чёрной дыры, была впервые предложена в 1972 году Раджем Кумаром Патрия, индийским физиком-теоретиком, но тогда не получила большого распространения.
Большей популярности достигли идеи таких физиков, как Роджер Пенроуз и Стивен Хокинг, согласно которым гравитационный коллапс внутри чёрной дыры должен привести к сингулярности. Что приводило к множеству загадок и потенциальных проблем, ведь мы не понимаем, что такое сингулярность на практике, и большинство законов физики в этой точке ломается.
В новой модели этого не происходит. Материи не нужно сжиматься бесконечно, достаточно лишь достичь точки сверхплотности внутри чёрной дыры, из которой она потом отскакивает назад — создавая вселенную с границами вплоть до самой «области невозврата». Поэтому, в отличие от теории Большого взрыва, эта модель легко согласуется как с общей теорией относительности, так и с квантовой физикой, не создавая лишних парадоксов.
Теория «Вселенной внутри черной дыры» также предлагает новый взгляд на наше место в космосе. В таком случае мы уж совсем не особенные — ни наша планета, ни даже наша Вселенная. Мы не являемся свидетелями рождения всего из ничего, а скорее продолжения космического цикла — сформированного гравитацией, квантовой механикой и глубокими взаимосвязями между ними.
О старой теории Раджа Кумара 1972 года почти все забыли, но недавние наблюдения, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, вернули к ней интерес. Одна из причин — аномальное вращение удаленных галактик. В этом марте изображения самых ранних галактик показали, что две трети из них вращаются по часовой стрелке, а оставшаяся треть — против. Это аномально потому, что в случайно созданной вселенной, по идее, распределение должно быть равномерным.
Одно из объяснений заключается в том, что вселенная сразу родилась вращающейся. Что произошло бы автоматически, если бы она была создана внутри чёрной дыры. Ну и объяснение причин появления тёмной материи вроде как выглядит достаточно стройно.
Подтвердить теорию можно будет, если мы действительно обнаружим, что тёмная материя как-то связана с остатками белых карликов — в нашей Вселенной их просто не успело бы столько сформироваться, даже близко. А пока что, как минимум, оказывается, что у теории Большого взрыва есть другие серьёзные конкуренты.
Комментарии (62)
legolegs
17.06.2025 08:47Это та же теория, что и у Горькавого с соавтором?
vanxant
17.06.2025 08:47Нет, у них разный механизм отскока
avshkol
17.06.2025 08:47И еще у Горькавого темная материя состоит из малых ЧД, а здесь - все из того же "невзаимодействующего вещества", которое очень медленно, но гравитационно притягивается белыми карликами до коллапсирования такого карлика в ЧД...
TVA_14
17.06.2025 08:47Вот попала материя в сферу невозврата, и сразу с со скоростью близкой к скорости света падает в сторону БЧД?
Тогда разница скоростей в начале пути и в конце будет не велика.
И разница красного смещения от расстояния тоже не будет большой.
GospodinKolhoznik
17.06.2025 08:47Невозможно даже представить себе эксперимент, который мог бы подтвердить или опровергнуть эту теорию. Т.е. это предположение не соответствует критерию Поппера, а потому не может считаться научной теорией.
А то, что радиус Шварца для черной дыры с массой вселенной будет примерно равен радиусу самой вселенной, в этом любой школьник может убедиться.
LinkToOS
17.06.2025 08:47Теория предполагает, что происхождение Вселенной идёт не из ничего, а является логичным продолжением космического цикла. Наша Вселенная не первая, не последняя, и, видимо, не единственная.
Начало самого первого цикла все равно надо как-то объяснять.
Вселенная текущего цикла образовалась после гравитационного коллапса материи из предыдущего цикла. Предыдущий цикл начался с гравитационного коллапса материи из цикла перед ним. Получается что сначала должна быть материя, которая сколлапсирует в ЧД. Откуда материя взялась изначально?
SomaTayron
17.06.2025 08:47Для того и фантазируют. Типа "деньги из тумбочки, а как туда попадают - не наша проблема"
AlexMih
17.06.2025 08:47Начало самого первого цикла все равно надо как-то объяснять
С таким подходом и вопрос про курицу и яйцо можно объявить неразрешимым парадоксом, и из-за этого отрицать существование кур и яиц. Каждая модель объясняет какой-то аспект проблемы, но не может отвечать абсолютно на все вопросы мироздания.
LinkToOS
17.06.2025 08:47С таким подходом и вопрос про курицу и яйцо можно объявить неразрешимым парадоксом
У курицы и яйца есть долгая эволюционная история, начиная от одноклеточных. Вот если бы эволюции не было, то это действительно была бы загадка.
Каждая модель объясняет какой-то аспект проблемы, но не может отвечать абсолютно на все вопросы мироздания.
Разумеется. Но прежде чем отвергать концепцию сингулярности, нужно предложить другое объяснение первичному возникновению материи.
novoselov
17.06.2025 08:47И следующий за этим вопрос: что произойдет с нашей черной дырой в исходной вселенной?
она засосет в себя все вещество
или она испарится
В первом случае это смерть исходной вселенной, во втором случае это смерть нашей вселенной. В любом случае "в конце должен остаться только один".
Spaceoddity
17.06.2025 08:47Ну т.е. переадресовать все насущные вопросы нашей Вселенной к "Вселенной-матке"? ;)
От постоянного увеличения уровней абстракций - суть явления понятнее не становится))
black1277
17.06.2025 08:47Бредовая теория. Внутри черной дыры направления сильно не равнозначны. А в нашей вселенной нет выделенного направления. Вот как-бы и всё.
SomaTayron
17.06.2025 08:47Формально вселенная подтвержденно анизотропна. Проблема в другом - говоря о ЧД, надо помнить, что внутри нее как бы не должно быть динамики.
А вообще, это все те же грабли, что были в первой версии Эйнштейна с конечной вселенной - с "замкнутой самой на себя сферой". Тогда ляп устранили, сейчас по новой пошли заплатки клепать
Pshir
17.06.2025 08:47Почему внутри чёрной дыры не должно быть динамики?
SomaTayron
17.06.2025 08:47Я по отношению к пониманию динамики вне ЧД. Даже не вдаваясь в детали, чисто в базовых понятиях рост гравитации замедляет время, и при приближении к горизонту время почти останавливается. В общем это и имел ввиду k102 насчет "направления" горизонта.
В таком случае понятно желание все списать на ЧД - если при расширении (приближении к границе) время как бы замедляется, то для наблюдателя "ближе к центру" это будет иметь эффект видимого ускоренного расширения.
Если же переместиться от Ньютона к концепции ТО, то гравитацию порождает не масса сама по себе. Надо учитывать, что масса ЧД так велика, что значительно искривляет пространство и время, а это ведет к возникновению повышенной гравитации. Замедление времени ведет к росту гравитации, а не наоборот.
Если же глянуть "внутрь" с точки зрения СТО (подчеркну) - строго говоря для "внешнего наблюдателя" время "внутри" отсутствует. И это проблема не потому, как воспринимается время в каких то частях ЧД для внутреннего наблюдателя, а потому, что для "внешнего мира" вся идея бесконечных" циклов ЧД" становится бессмысленной, т.к. ЧД окажется просто накопителем материи и источником испарения. Беда в том, как поведет себя "покидая ЧД" излучение Хокинга... Это ведь уже заплатка из квантовой теории, а она в общем то противоречит СТО. Получаем забавное противоречие - или мы сторонники СТО и масса ЧД - следствие наличия внутри вещества, тогда излучения Хокинга не существует, или же излучение Хокинга есть, но масса ЧД не носит вещественную причину. Нельзя говорить о фундаментальных процессах, если тут же допускать разрыв базиса.
Хотя, эта идея и не нова - ее уже использовали в теории "пульсирующих пузырей". И там контраргументы были даже слабее, чем тут.
GlazOtca
17.06.2025 08:47Формально вселенная подтвержденно анизотропна.
Вы уже Нобелевку получили за это утверждение?
SomaTayron
17.06.2025 08:47Я то тут причем? Если факты ломают устоявшиеся представления - это не повод игнорировать факты
Из интереса почитайте по результатам Euclid - пока что это скромно называется "уточненной проверкой" того, факты чего уже были получены ранее
GlazOtca
17.06.2025 08:47Подавляющее большинство космологов по-прежнему работает в рамках стандартной космологической модели, известной как ΛCDM (Лямбда-CDM), которая основана на предположении об изотропии. Данные по реликтовому излучению (CMB), самому древнему свету во Вселенной, с очень высокой точностью подтверждают, что ранняя Вселенная была почти идеально изотропной.
"Аномалия", а не революция: Находки 2020 года рассматриваются как одна из нескольких "аномалий" или "напряжений" — наблюдений, которые плохо согласуются со стандартной моделью, но пока недостаточно убедительны, чтобы ее отменить.
Планка доказательств высока: Чтобы опровергнуть фундаментальный принцип изотропии, требуются чрезвычайно веские и неоспоримые доказательства из нескольких независимых источников. Таких доказательств пока нет.SomaTayron
17.06.2025 08:47т.е. отличие средней светимости на 30% уже не считаются веским фактом? )))
Стандартная космологическая модель не рассматривает испарение ЧД, т.к. это сугубо внутренний фонарь для устранения изъяна. А эта гипотеза пытается этот самый фонарь вешать уже на сам базис модели.
Собственно ΛCDM описывает не только раннюю вселенную., но и эволюцию до текущего момента. т.ч. предположение о изотропности в прошлом при подтверждении этого отклонения сейчас и говорит о несовершенстве ΛCDM.
Вопрос "доказательств" ... вы точно про доказательства или все же про аргументацию? Доказательства анизотропности как раз есть, с аргументами проблема. А вот как раз по темной материи и энергии доказательств нет ВООБЩЕ, только аргументация.
Потому то и пытаются аргументировать новые теории вроде этой, чтоб не сильно портить действующую модель, но временно "засерить" накопившиеся ляпы.
GlazOtca
17.06.2025 08:47Наблюдаемый эффект может быть не реальной анизотропией Вселенной, а результатом систематических ошибок в данных или их анализе. Например:
Неучтенные облака газа и пыли в нашей галактике, которые по-разному поглощают свет с разных направлений.
Локальные крупномасштабные потоки, которые влияют на движение скоплений галактик и могут имитировать эффект неравномерного расширения.
Сложности в калибровке данных с разных рентгеновских телескопов (XMM-Newton, Chandra, ROSAT), которые работали в разное время и имеют разные характеристики.
DMGarikk
17.06.2025 08:47Внутри черной дыры направления сильно не равнозначны
Этого мы точно не знаем, поскольку за горизонтом событий меняется привычная нам физика вплоть до остановки (замедления) времени и слабо предсказуемому изменению масс
p.s. я не сильно физик, но читал статью как раз про то что тут описывают, лет 20 назад, там была теория что мы можем вместе с нашей вселенной быть в процессе падения в черную дыру но не замечать этого потому что наше время замедленно настолько что 1 секунда в той части вселенной где находится черная дыра в которую мы падаем это миллиарды лет у нас
GlazOtca
17.06.2025 08:47Физика, как раз не меняется. Пролетая горизонт событий вы совершенно никак не ощутите этого. Ваше внутреннее время тоже не меняется. Даже в самых крупных ЧД вы будете лететь от горизонта до центра пару суток по вашему времени. А снаружи за это время, да, пройдут триллионы лет.
Rizomus
17.06.2025 08:47Стрела времени - вполне выделенное направление
GlazOtca
17.06.2025 08:47Зачем же так позориться своим невежеством? Стрела времени это чисто статистический эффект, который возникает при переходе от микро к макромасштабам. Если наблюдать за элементарными объектами микромира - никакой стрелы времени не заметно. Для элементарных объектов квантового мира нет никакой разницы в направлении времени. Все процессы протекают равнозначно в обоих направлениях.
Arxitektor
17.06.2025 08:47Материя внутри этой чёрной дыры была сжата до предела, а потом отскочила назад, как сжатая пружина, создав нашу Вселенную.
Дыра растет растет а потом наступает переполнение памяти по массе и все бууум ). Ну или плотность объёма под горизонтом падает ниже критической величины и тоже буум.
Если наша вселенная находится внутри черной дыры то если исходить из размеров этой черной дыры и приливных сил на горизонте событий. То как я понимаю даже целые галактики могут пережить без разрушения структуры данный переход ? То тогда это может объяснить что мы наблюдает уже сформировавшиеся галактики на самом раннем этапе развития нашей вселенной ну или хотя бы черные дыры из предыдущей вселенной которые стали центрами галактик. Также старые звезды которых быть не должно.
А что вообще произойдет если огромная чёрная дыра галактической массы поглотит дыру солнечной массы ? Что произойдёт с горизонтом событий меньшей дыры сохраниться ли он при пересечении горизонта большей дыры и можно ли упасть в черную дыру находясь в черной дыре ?
Брахма живёт сто лет (3,1104⋅1014, или 311 триллионов 40 миллиардов лет)
Интересно а где они такие большие цифры брали ? не ужели была у них и степень и прочее ?
Брахма живёт сто лет (3,1104⋅1014, или 311 триллионов 40 миллиардов лет)
Ну может время жизни какой либо важной частицы как пройдет все ну или срок распада ложного вакуума или еще что.
AlexMih
17.06.2025 08:47Интересно а где они такие большие цифры брали ? не ужели была у них и степень и прочее ?
Да, без проблем. 5 век до н.э. уже были дроби, корни, в том числе понимание иррациональных чисел, прогрессии, теорема Пифагора, и способы записи и именования чисел до 10^53. Интересующимся можно погуглить Володарский А.И. "Очерки истории средневековой индийской математики" (1977).
wmlab
17.06.2025 08:47Идея "мы живем внутри огромной черной дыры" мне всегда представлялась странной. Ведь внутри не вращающейся черной дыры половина траекторий и орбит запрещена - никакое тело не может двигаться от сингулярности. А наша Вселенная изотропная - двигайся в любую сторону на здоровье. Прошу прощения, если дилетант в астрофизике сморозил чушь.
avshkol
17.06.2025 08:47Тоже думал над этим, читая @Gorkavyi https://habr.com/ru/companies/piter/articles/815713/ ...
Возможное объяснение в том, что наша ЧД - это не "ваза", а "казан" с плоским дном, т.е. направление к центру есть, но оно едва различимо нашими приборами...
Pshir
17.06.2025 08:47Если все окружающие вас тела вместе с вами падают в центр чёрной дыры, то ничто не мешает вам двигаться относительно всех этих тел как угодно, во всех направлениях. В определённых пределах, конечно. Но у человечества сейчас даже в самых фантастических мечтах нет технической возможности попытаться выйти за эти пределы.
wmlab
17.06.2025 08:47Выбор направления не зависит от того, есть рядом с нашим телом другие тела или нет. Предположение насчет черной дыры требует, чтобы у Вселенной был центр, сингулярность (что уже противоречит утверждению, будто центра у Вселенной нет). А раз есть центр, он проецируется на определенную точку на нашем небосводе. Физика ЧД требует, чтобы мы не могли двигаться в противоположном направлении. Но мы ничего подобного не наблюдаем.
avshkol
17.06.2025 08:47Загрузил оригинальную статью в перплексити и она помогла разобраться с основными тезисами:
Достаточно простым языком:
Расширенный обзор статьи "Космология самовоспроизводящихся вселенных в эпоху доминирования темной материи"
Основная идея исследования
Эта научная работа представляет революционную теорию о том, как наша Вселенная может создавать новые вселенные через механизм, связанный с темной материей1. Авторы Джозеф Браманте и Нирмал Радж предлагают расширение теории космологического естественного отбора, где темная материя играет ключевую роль в превращении звезд в черные дыры, которые становятся "колыбелями" новых вселенных1.
Теория космологического естественного отбора
Основные принципы
Космологический естественный отбор - это теория, предложенная Ли Смолином, согласно которой наша Вселенная оптимизирована для производства черных дыр1. Подобно биологической эволюции, где выживают наиболее приспособленные организмы, "выживают" те вселенные, которые лучше всего производят черные дыры1.
Ключевые элементы теории:
Новые вселенные рождаются внутри черных дыр
Физические константы слегка варьируются при создании каждой новой вселенной
Вселенные, которые производят больше черных дыр, создают больше "потомков"
Наша Вселенная должна быть типичным представителем таких "успешных" вселенных
Проблемы первоначальной теории
Оригинальная версия теории имела несколько ограничений1:
Только около 1% барионной массы превращается в черные дыры через коллапс сверхмассивных звезд
Не учитывала роль темной материи
Не связывала производство черных дыр с общей динамикой Вселенной
Новый подход: роль темной материи
Механизм превращения звезд в черные дыры
Авторы предлагают кардинально новый механизм1:
Тяжелая темная материя (массой от 10⁷ до 10¹¹ ГэВ) накапливается внутри белых карликов
За около 100 триллионов лет эта темная материя может превратить большинство белых карликов в черные дыры
Поскольку большая часть барионной материи в галактиках находится в белых карликах, это означает превращение до 75% всей звездной массы в черные дыры
Временные масштабы и энтропия
Ключевое открытие заключается в синхронизации временных масштабов1:
100 триллионов лет - время, за которое заканчивается звездообразование
100 триллионов лет - время, за которое темная материя превращает белые карлики в черные дыры
100 триллионов лет - период максимального производства энтропии во Вселенной
Эта синхронизация не случайна и представляет собой признак оптимизированной для самовоспроизводства вселенной1.
Физические процессы
Захват темной материи белыми карликами
Процесс происходит поэтапно1:
Гравитационный захват: Частицы темной материи захватываются гравитационным полем белого карлика
Термализация: Темная материя рассеивается на ядрах гелия и "остывает" до температуры звезды (около 4000 лет)
Накопление: Частицы скапливаются в центре белого карлика, формируя плотную сферу
Коллапс: При достижении критической массы сфера темной материи коллапсирует в черную дыру
Поглощение: Черная дыра поглощает окружающее вещество белого карлика
Критические параметры
Для успешного превращения белых карликов в черные дыры требуются специфические свойства темной материи1:
Масса частиц: 10⁷ - 10⁹ ГэВ (для полного поглощения белого карлика)
Сечение взаимодействия: около 10⁻⁴² см² на нуклон
Плотность: типичная галактическая плотность (~ГэВ/см³)
Экспериментальные предсказания
Возможность обнаружения
Предсказанная темная материя может быть обнаружена современными методами1:
Подземные детекторы: эксперименты с большой экспозицией могут зарегистрировать рассеяние таких тяжелых частиц
Астрофизические наблюдения: нагрев нейтронных звезд темной материей
Поиск аномальных белых карликов: звезды с необычными свойствами охлаждения
Отличия от других моделей темной материи
Эта модель кардинально отличается от стандартных подходов1:
Гораздо более тяжелые частицы (обычно рассматривают частицы массой ~ГэВ)
Более сильное взаимодействие с обычной материей
Долгосрочные космологические эффекты
Космологические следствия
Решение проблемы больцмановских мозгов
Теория элегантно решает одну из фундаментальных проблем космологии1. В далеком будущем случайные тепловые флуктуации могут создавать "больцмановские мозги" - структуры, имитирующие сознательных наблюдателей. Поскольку таких объектов было бы гораздо больше, чем настоящих разумных существ, возникает вопрос: не являемся ли мы сами такими флуктуациями?
В рамках предложенной теории новые вселенные создаются за 10¹⁴ лет, что гораздо быстрее появления больцмановских мозгов, делая последних нетипичными1.
Связь с наблюдаемыми свойствами Вселенной
Теория объясняет несколько загадочных свойств нашей Вселенной1:
Почему соотношение темной материи к барионной материи составляет примерно 5:1
Почему звездообразование имеет определенный временной профиль
Почему физические константы имеют именно те значения, которые мы наблюдаем
Критический анализ и альтернативы
Проблемы оригинальной теории Смолина
Авторы подробно разбирают три предсказания оригинальной теории космологического естественного отбора1:
Нейтронные звезды с каонными конденсатами: Наблюдения нейтронных звезд массой более 2 солнечных масс противоречат этому предсказанию
Однопараметрическая инфляция: Современные модели инфляции не обязательно ограничиваются одним параметром
Подавление раннего звездообразования: Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил активные галактики на неожиданно больших красных смещениях
Альтернативные сценарии
Авторы рассматривают различные варианты реализации принципа самовоспроизводящихся вселенных1:
Первичные черные дыры как основа темной материи
Темная энергия как агент космического самовоспроизводства
Различные меры "успешности" вселенной (общая масса черных дыр vs. их количество)
Значение для фундаментальной физики
Новый взгляд на темную материю
Эта работа предлагает кардинально новую мотивацию для поиска тяжелой темной материи1. Вместо попыток объяснить структурообразование во Вселенной, авторы связывают свойства темной материи с фундаментальными принципами космологической эволюции.
Связь микро- и макромира
Теория устанавливает неожиданную связь между1:
Свойствами элементарных частиц (темная материя)
Астрофизическими процессами (эволюция звезд)
Космологической эволюцией (рождение новых вселенных)
Заключение
Статья представляет амбициозную попытку объединить несколько областей физики в единую теорию самовоспроизводящихся вселенных1. Основная идея заключается в том, что наша Вселенная может быть оптимизирована не только для существования наблюдателей, но и для максимального производства новых вселенных через механизм темной материи.
Ключевые достоинства теории:
Конкретные, проверяемые предсказания для темной материи
Объяснение временных совпадений в космологической эволюции
Решение фундаментальных проблем космологии
Основные вызовы:
Необходимость экспериментального подтверждения существования предсказанной темной материи
Сложность проверки основной гипотезы о рождении вселенных в черных дырах
Конкуренция с альтернативными объяснениями наблюдаемых явлений
Работа открывает новые направления как для теоретических исследований, так и для экспериментального поиска темной материи, предлагая уникальную перспективу на фундаментальные вопросы космологии и физики элементарных частиц1.
avshkol
17.06.2025 08:47DeepSeek рассказывает об идеях в оригинальной статье еще проще и интереснее:
Окунуться в мир альтернативной космологии:
Основная идея статьи
Авторы предлагают новую концепцию: тёмная материя (ТМ) может превращать старые звёзды в чёрные дыры (ЧД) через триллионы лет. Это важно для теорий, где внутри ЧД рождаются новые вселенные (например, "космологический естественный отбор" Смолина). Они показывают, что:
Время, за которое звёзды производят энтропию (примерно 100 триллионов лет),
Время, за которое ТМ превращает большинство звёзд в ЧД,
— совпадают для определённых типов ТМ. Это может объяснить, почему наша Вселенная "настроена" на производство ЧД.
Ключевые концепции
-
Космологический естественный отбор (КЕО)
Идея (предложена Смолиным): Вселенные "размножаются" через ЧД. Внутри каждой ЧД рождается новая вселенная с немного изменёнными физическими константами.
"Выживают" вселенные, которые производят больше ЧД (аналогия с естественным отбором).
В оригинальной версии (КЕО1) ЧД образуются в основном при взрывах массивных звёзд (сверхновых), превращая в ЧД лишь ~1% вещества.
-
Новое предложение авторов (КЕО2)
Тёмная материя — ключевой "агент" размножения вселенных.
Тяжёлая ТМ (массой 10⁷–10¹¹ ГэВ) может накапливаться внутри гелиевых белых карликов (остатков сгоревших звёзд) и вызывать их коллапс в ЧД за ~100 трлн лет.
Так можно превратить до 75% звёздного вещества галактик в ЧД (против 1% в КЕО1).
Это связывает энтропию от звёзд (главный источник "динамики" Вселенной) и рождение новых вселенных.
Как ТМ превращает звёзды в ЧД?
-
Механизм (для белых карликов):
ТМ "падает" на звезду, сталкивается с её веществом и теряет скорость.
Накопившись в ядре, ТМ формирует плотный шар, который становится гравитационно нестабильным.
Шар коллапсирует в микроскопическую ЧД, которая затем "пожирает" звезду изнутри.
-
Почему гелиевые белые карлики?
Это самые распространённые остатки звёзд (77% массы звёздных объектов).
Они достаточно холодные и плотные, чтобы эффективно захватывать ТМ.
В отличие от углеродных звёзд, в них нет риска взрыва при коллапсе ТМ.
-
Скорость процесса зависит от свойств ТМ:
Масса ТМ: 10⁷–10¹¹ ГэВ (тяжёлая!).
Сечение взаимодействия с веществом: ~10⁻⁴² см² (слабее ядерных сил).
При таких параметрах коллапс занимает ~100 трлн лет — время, когда заканчивается "звёздная эра" Вселенной.
Связь с энтропией и временны́ми масштабами
Энтропия (в статье) — мера "необратимых изменений" во Вселенной. Основной источник: свет звёзд, который поглощается космической пылью и переизлучается в ИК-диапазоне.
-
График (Рис. 1 статьи):
Синяя кривая: скорость производства энтропии звёздами.
Чёрная кривая: доля звёзд, превращённых ТМ в ЧД.
Пик энтропии и массовое образование ЧД приходятся на одно время (~100 трлн лет). Авторы видят в этом глубокую связь: Вселенная завершает свою "активную жизнь" (производство энтропии) созданием "деток" (новых вселенных в ЧД).
Предсказания для тёмной материи
-
Свойства ТМ:
Тяжёлая асимметричная ТМ (частицы, а не античастицы).
Взаимодействует с ядрами, но слабее, чем WIMP-кандидаты.
-
Как проверить:
Подземные эксперименты (DARWIN, SuperCDMS) при большой накопленной статистике.
Наблюдение за нейтронными звёздами: ТМ может их нагревать.
Астрофизические расчёты коллапса белых карликов.
Критика и альтернативы
Возражение Виленкина: В далёком будущем ЧД могут рождаться из вакуума в тёмной энергии быстрее, чем в сценарии с ТМ.
Ответ авторов: Их механизм эффективнее — он работает за 10¹⁴ лет, а не за 10⁷¹ лет.-
Альтернативные сценарии КЕО:
Если максимизировать число ЧД, нужна лёгкая ТМ или первичные ЧД.
Если максимизировать массу ЧД, подойдут первичные ЧД или структуры из ТМ.
Но только сценарий с звёздной энтропией объясняет всю историю Вселенной (звёзды, галактики, ТМ).
Значимость работы
Объединяет космологию, физику ТМ и теорию эволюции вселенных.
Предлагает проверяемые предсказания для ТМ (масса, сечение).
Решает проблему "болтцмановского мозга" (парадокс случайных наблюдателей): в КЕО "регулярных" вселенных больше, чем случайных флуктуаций.
Меняет тесты для КЕО: вместо поиска "настроек" констант (как у Смолина) нужно искать связь энтропия ↔ ЧД.
Простая аналогия
Представьте Вселенную как огромное дерево:
Листья (звёзды) поглощают свет (производят энтропию).
Плоды (ЧД) падают на землю и дают жизнь новым деревьям (вселенным).
Тёмная материя — это "ветер", который помогает плодам упасть ровно тогда, когда дерево завершает цикл жизни.
В такой Вселенной "выживают" деревья, чьи жизненные циклы синхронизированы с "ветром" (ТМ).
Если хотите углубиться в конкретные разделы (например, расчёты захвата ТМ звёздами или критику оригинального КЕО), дайте знать!
Dmitry_604
17.06.2025 08:47А я давно подозревал что мы в какой-то .. дыре :)
unclejocker
17.06.2025 08:47Вспоминается анекдот про то, что Луна похожа на ж..у, как если бы смотреть изнутри.
Kelbon
17.06.2025 08:47Идея то сама на поверхности и наверное не раз высказывалась. Достаточно посчитать радиус Шварцшильда для видимой вселенной и заметить те же свойства видимой вселенной что и чёрной дыры.
Интересно если они развили и сделали какие-то новые предсказания на этой основе
Материя внутри этой чёрной дыры была сжата до предела, а потом отскочила назад
почему отскочила назад, а не продолжила своё движение внутрь сингулярности?) Это было бы очень похоже на "большой взрыв" и могло бы объяснить постепенное ускорение, а не замедление расширения вселенной
P.S. дочитал, если они предполагают, что она "отразилась" и чёрная дыра на самом деле внутри это целая вселенная (не внутри сингулярности как говорю я, а именно под горизонтом) то мы должны были бы наблюдать неравномерность гравитации вокруг чёрной дыры, как будто она не просто со всей массой в центре, а как-то распределена неравномерно. Думаю вряд ли мы найдём такое. Не вижу причин материи "отскочить" куда бы то нибыло, если бы какая то сила существовала подобная, логичнее было бы увидеть в центре чёрной дыры какую-то нового типа звезду, границы которой удерживает эта новая сила. Опять же сомневаюсь в этом. Логичнее выглядит пробивание дыры в пространстве-времени и выход через сингулярность с ускорением
avshkol
17.06.2025 08:47Авторы не объясняют, как происходит этот отскок, но, очевидно, нужен механизм, который бы "обнулил энтропию", ибо к этому моменту она достигает (по мнению авторов) максимума и перестаёт расти.
k102
17.06.2025 08:47Возожно тупой вопрос, так что заранее прошу прощения.
Но разве горизонт событий работает в обе стороны? В смысле, почему мы не наблюдаем вселенной вне нашей черной дыры, если на нее снаружи должно падать какое-то вещество и фотоны?
nidalee
17.06.2025 08:47Вероятно, после горизонта событий мы с этими фотонами движемся с одинаковой скоростью и в одном направлении? Поэтому они никогда нас не догонят.
Но я от физики далек настолько, насколько возможно.
Spaceoddity
17.06.2025 08:47Недавно ЧатГПТ дёргал подобными вопросами - можно ли "накормить до отвала ЧД?". Говорит - нет. В теории ЧД может сожрать всю материю, только успевай подавать. Нашу Вселенную вроде как сожрать не могут только по причине сверхнизкой плотности материи.
Ну и непонятно упоминание "кротовых нор" - прям желтухой такой пахнуло... К чем это упоминание? Кротовые норы - это скорее к теории суперструн.
Gradiens
17.06.2025 08:47Край наблюдаемой Вселенной на самом деле является горизонтом событий нашей чёрной дыры. ..... То, что эта граница является горизонтом событий, не позволяет нам увидеть то, что находится за ее пределами.
Все должно быть ровно наоборот: Это снаружи внутрь черной дыры не заглянешь. А изнутри дыры прекрасно видны, скажем, звезды, за счет падающего в дыру света от этих звезд.
Pavel2017
17.06.2025 08:47Не видны. Находясь внутри ЧД, ты "летишь" от горизонта событий к центральной сингулярности одновременно и с одинаковой скоростью со светом от внешних источников. Поэтому нихрена не увидишь. Внутри ЧД вообще нет как таковых пространственных размерностей, т.е. есть одно - от горизонта к центру. Короче, не работает эта теория.
Gradiens
17.06.2025 08:47Материи не нужно сжиматься бесконечно, достаточно лишь достичь точки сверхплотности внутри чёрной дыры, из которой она потом отскакивает назад — создавая вселенную с границами вплоть до самой «области невозврата».
Почему? Что заставляет отскакивать назад?
В статье перемешаны белые карлики, темная материя, и отсутствие сингулярности внутри черной дыры.
Теория основана на решении парадоксов в квантовой физике, устанавливающей фундаментальные ограничения на то, насколько сильно может быть сжата материя.
Выглядит как претензия на создание квантовой теории гравитации. Но доказательств почему сингулярность отсутствует - нет. Как все это "дружит" с товарищами Керром и товарищем Ньюманом - не понятно.
Если предположить реалистичность написанного - то это как минимум три Нобелевки (за сингулярность, за карлики, и за темную энергию) Но что-то мне подсказывает, что это просто желтая статья скопированная с другой желтой статьи....
lite44
17.06.2025 08:47А вот это уже ближе к истине, чем большой взрыв. Я бы ещё дополнил эту теорию уменьшением всех объектов в чёрной дыре, которая, в свою очередь, является шарообразной внутри.
michael_v89
17.06.2025 08:47Не очень понятно, почему должны возникать какие-то сигнулярности, где величины бесконечны. Количество частиц, составляющих черную дыру, конечно, значит их эффекты тоже конечны. Тем более в центре. В центре черной дыры должна быть нулевая гравитация, потому что частицы одинаково тянут в разные стороны.
Когда тело, падающее на черную дыру, достигнет скорости света, черная дыра начнет быстрее двигаться к телу. Можно назвать это отрицательной гравитацией.
maximkomarov33
17.06.2025 08:47Пока это именно гипотеза, не подтверждённая наблюдаемыми данными. Так что — это пока не «правда», а интересная альтернатива теории Большого взрыва.
SebastianP
17.06.2025 08:47Грустная теория, уж лучше я буду битами на чужом сервере, чем в ЧД.
И непонятно сопоставление размеров. У нас самая крупная ЧД равна размеров в Солнечную систему. Т.е. наша вселенная максимум размером в "Солнечную систему" родительской Вселенной?
maingame
17.06.2025 08:47Интересно. Некоторые считают, что люди и животные, это паразиты на поверхности земли, а на самом деле, все хуже, мы паразиты внутри черной дыры.
AlexMih
В индуизме кальпа — это «день Брахмы», продолжающийся 4,32 миллиарда лет и состоящий из 1000 маха-юг (периодов по 4 юги). По прошествии этого периода наступает ночь Брахмы, равная по продолжительности дню. Ночь знаменует собой уничтожение мира и гибель дэвов. Таким образом, божественные сутки длятся 8,64 млрд лет.
Месяц Брахмы состоит из тридцати таких суток (тридцати дней и тридцати ночей), что составляет 259,2 млрд лет, а год Брахмы (3,1104⋅1012 обычных лет) — из двенадцати месяцев.
Брахма живёт сто лет (3,1104⋅1014, или 311 триллионов 40 миллиардов лет), по прошествии которых уничтожаются все вселенные в материальном мире. Во время этого великого уничтожения, называемого махапралая, прекращает существование вселенная и гибнут дэвы. Согласно «Бхагавата-пуране», после того, как заканчивается жизнь Брахмы, все вселенные входят в тело Маха-Вишну, заканчивая тем самым своё существование. По прошествии периода времени, равного жизни Брахмы, всё опять проявляется: из тела Маха-Вишну выходят бесчисленные вселенные, в каждой из которых рождается Брахма и начинается новый цикл кальп.
ITSoftWeb
Что это?
DjUmnik
Ответ на главный вопрос жизни, вселенной и всего такого
DMGarikk
не вижу 42 в описании
ReadOnlySadUser
А вы хэш посчитайте)
Spaceoddity
Китайского мудреца спросили, как он представляет себе устройство мира.
- Ну, понятно, как: мир - это плоский блин, который стоит на трех китах. Три кита же стоят на большой черепахе, которая стоит на большом белом слоне.
- А этот слон на чем стоит?
- А слон стоит еще на одном белом слоне.
- А этот слон на чем стоит?
- Так, чтобы вы дальше не спрашивали, я вам скажу: там до самого низа - одни белые слоны.