Вселенная, похоже, вращается, и если это так, то это может иметь серьезные последствия для некоторых из самых больших вопросов в науке, в том числе и для вышеперечисленных. Так считает польский физик-теоретик Никодем Поплавский из Университета Нью-Хейвена, который известен своей теорией о том, что черные дыры служат дверьми в другие вселенные.

«Темная энергия — одна из самых интригующих загадок Вселенной. Многие исследователи пытались объяснить ее, изменяя уравнения общей теории относительности или предполагая существование новых полей, которые могли бы ускорить расширение Вселенной», — сказал Поплавски в интервью Space.com. «Было бы удивительно, если бы простое вращение Вселенной было происхождением темной энергии, особенно если бы оно предсказывало ее ослабление».

Доказательства того, что Вселенная вращается, были недавно получены с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), который обнаружил, что две трети галактик вращаются в одном и том же направлении. Это говорит об отсутствии случайности и предпочтительном направлении космического вращения.

Кроме того, Поплавски отметил, что другие астрономические данные показывают, что угол между наиболее вероятной осью вращающихся галактик и осью основного потока близлежащих скоплений галактик составляет 98 градусов, то есть они почти перпендикулярны друг другу. Это соответствует гипотезе о том, что Вселенная вращается.

Вращающаяся Вселенная — не единственная Вселенная.

Чтобы понять, почему вращающаяся Вселенная подразумевает наличие более чем одной Вселенной, Поплавский обращается к «системам отсчета». Это наборы систем координат, которые являются неотъемлемой частью физики и позволяют измерять движение и покой.

Представьте себе двух ученых, Терру и Стеллу. Каждый из них находится в своей системе отсчета, но Терра — на Земле, а Стелла — в космическом корабле, пролетающем мимо нашей планеты. Терра видит, что система отсчета Стеллы (космический корабль) движется по отношению к ее собственной (Земля), которая находится в покое. Стелла, тем временем, видит свою систему отсчета в состоянии покоя, в то время как система отсчета Терры находится в движении, поскольку Земля мчится прочь.

Поплавский отметил, что если Вселенная вращается, то вращается и ее система отсчета, а это имеет смысл только в том случае, если она вращается по отношению хотя бы к одной другой системе отсчета.

«Если Вселенная вращается, то она должна вращаться относительно какой-то системы отсчета, соответствующей чему-то большему», — продолжил он. «Поэтому Вселенная не единственная, она является частью мультивселенной».

Для Поплавского самым простым и естественным объяснением происхождения вращения Вселенной является космология черных дыр.

Космология черных дыр предполагает, что каждая черная дыра создает новую детскую вселенную по ту сторону своего горизонта событий — односторонней поверхности, задерживающей свет, которая определяет внешнюю границу черной дыры.

Теория заменяет центральную сингулярность в сердце черной дыры «кручением пространства-времени», которое порождает отталкивающую гравитацию, дающую старт расширению новой вселенной.

«Поскольку все черные дыры образуются из вращающихся объектов, таких как вращающиеся звезды или центры вращающихся галактик, они тоже вращаются», — говорит Поплавски. «Вселенная, рожденная во вращающейся черной дыре, наследует ось вращения черной дыры как свою предпочтительную ось».

Другими словами, наша Вселенная может вращаться в предпочтительном направлении, потому что именно так вращается черная дыра, внутри которой она запечатана.

Черная дыра становится мостом Эйнштейна-Розена или «червоточиной» из родительской вселенной в детскую», — объясняет Поплавский. «Наблюдатели в новой вселенной увидят по другую сторону родительской черной дыры первозданную белую дыру».

Вместо того чтобы обнаружить в нашей Вселенной изначальную белую дыру, которая привела к нашей родительской черной дыре и вселенной-прародительнице, самым сильным доказательством космологии черных дыр является предпочтительное направление или «вращательная асимметрия» в нашей Вселенной. Это можно увидеть во вращательной асимметрии галактик.

«На движение отдельных галактик в этой детской Вселенной будет влиять вращение этой Вселенной», — говорит Поплавски. «Галактики будут стремиться совместить свои оси вращения с предпочтительной осью вращения Вселенной, что приведет к асимметрии вращения, которую можно наблюдать».

Астрономы уже начинают это замечать.

Конечно, это означает, что каждая черная дыра в нашей Вселенной — это дверь в другой младенческий космос. Эти младенческие вселенные защищены от исследования событийным горизонтом их родительских черных дыр, который не позволяет получить какой-либо сигнал из недр черной дыры.

Точно так же путешествие через этот космический проем было бы невозможным для начинающего «мультинаута» из-за огромной гравитации, окружающей черную дыру, которая породила бы приливные силы, «спагеттировавшие» бы такого бесстрашного исследователя.

Даже если бы мультинауту удалось выжить в путешествии, как ничто не может покинуть черную дыру, так и ничто не может войти в белую дыру, а значит, не будет ни возвращения, ни возможности подать отчет!

Еще хуже то, что нет никакой гарантии, что законы физики в детской вселенной те же, что и в родительской, а это означает непредсказуемую судьбу и потенциально грязную смерть для выносливого мультинаута, способного отважиться на вход в черную дыру.

Как бы то ни было, прежде чем мы бросимся исследовать другие вселенные, есть загадки, которые следует изучить прямо здесь, в нашей собственной вселенной. На первом месте среди них стоит загадочная сила темной энергии.

Темная энергия ставит ученых в тупик

Темная энергия — это условное название той силы, которая заставляет Вселенную расширяться с ускорением. В настоящее время темная энергия доминирует во Вселенной, составляя 68 % от общего космического бюджета материи и энергии. Однако так было не всегда.

В самую раннюю эпоху существования Вселенной в ней доминировала энергия Большого взрыва, что привело к ее раздуванию. Когда Вселенная вступила в эпоху преобладания материи, управляемой гравитацией, раздувание замедлилось почти до полной остановки. На этом все должно было закончиться для космоса, но примерно через 9-10 миллиардов лет после Большого взрыва Вселенная снова начала расширяться, причем это расширение ускорилось, что привело к эпохе доминирования темной энергии.

Чтобы понять, почему это такая тревожная загадка, представьте, что вы толкнули ребенка на качелях, наблюдаете, как его движение останавливается, а затем, без видимых причин, он снова начинает раскачиваться, и это движение становится все быстрее и быстрее.

Как будто темная энергия и так не была достаточно странной, недавние результаты, полученные с помощью спектроскопического прибора Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), показали, что эта таинственная сила ослабевает. Это противоречит стандартной модели космологии или модели холодной темной материи Лямбда (LCDM), которая предполагает, что темная энергия (представленная космологической постоянной или Лямбдой) постоянна.

Однако Поплавски полагает, что вращающаяся Вселенная может как объяснить наличие темной энергии, так и объяснить причины ее ослабления.

«Темная энергия возникает из-за центробежной силы во вращающейся Вселенной на больших масштабах», — объясняет физик-теоретик. «Если бы Вселенная была плоской, то центробежная сила действовала бы только в направлениях, перпендикулярных оси».

Однако, согласно космологической теории черных дыр Поплавского, поскольку вселенная, созданная черной дырой, замкнута, движение в любом направлении в конечном итоге приведет к возвращению с противоположной стороны.

Это означает, что центробежная сила, возникающая при вращении Вселенной, становится силой, действующей во всех направлениях от родительской первичной белой дыры Вселенной.

«Величина этой силы пропорциональна квадрату угловой скорости Вселенной и расстояния до белой дыры», — говорит Поплавски. «Это соотношение принимает форму силы, действующей на галактику из-за темной энергии, которая пропорциональна космологической постоянной и расстоянию до белой дыры. Таким образом, космологическая постоянная пропорциональна квадрату угловой скорости Вселенной».

Но как это может объяснить наблюдения DESI, которые, похоже, указывают на то, что темная энергия становится слабее?

«Поскольку угловой момент Вселенной сохраняется, он уменьшается по мере расширения Вселенной», — говорит Поплавски. «Следовательно, космологическая постоянная, которая является самым простым объяснением темной энергии, также должна уменьшаться со временем. Этот результат согласуется с недавними наблюдениями DESI».

Для дальнейшего подтверждения концепции Поплавского необходимы дополнительные данные об объемном потоке скоплений галактик и об асимметрии осей вращения галактик. Это помогло бы еще больше подтвердить, что наша Вселенная вращается.

Кроме того, дополнительные данные о том, как темная энергия зависит от космических расстояний и течения времени в нашем космосе, которому 13,7 миллиарда лет, могли бы помочь подтвердить, связано ли ослабление темной энергии с уменьшением угловой скорости Вселенной.

«Следующий шаг в развитии этих идей — определить уравнение, описывающее, как космологическая постоянная, порождаемая угловой скоростью Вселенной, уменьшается со временем, и сравнить это теоретическое предсказание с наблюдаемым уменьшением темной энергии», — заключил Поплавски. «Это исследование может включать в себя поиск метрики, описывающей расширяющуюся и вращающуюся Вселенную».