Циклічне утворення та руйнування Всесвіту могло б пояснити питання, яке спантеличувало фізиків десятки років; чому «космологічна константа», яка пов’язана з енергією у космічному вакуумі та розширенням Всесвіту, має значення, що «неймовірно ідеально» придатне для утворення зірок і планет.
Пол Штейнхардт із Прінстонського університету та Ніл Тарок із Кембріджського університету вважають, що теорія «циклічного Всесвіту» могла б дати пояснення цій проблемі.
Ейнштейн вперше ввів космологічну константу у своїй загальній теорії відносності у 1920-х роках як спосіб для математичного пояснення того, чому Всесвіт не стискається під дією сили тяжіння.
Пізніше він відмовився від цієї ідеї як від свого «найбільшого прорахунку», коли було відкрито червоне (довгохвильове) зміщення Хаббла*. Червоне зміщення показало, що зірки віддаляються у всіх напрямках, таким чином Всесвіт розширюється і не є статичним, як вважав Ейнштейн.
Проте, недавно вчені знову зацікавилися космологічною константою, коли виявилося, що Всесвіт не тільки розширюється, але й робить це зі зростаючою швидкістю. Формула космологічної константи Ейнштейна добре моделює ці спостереження.
Загадкою для фізиків залишається те, що якщо космологічна константа використовується для наближеного вираження розширення Всесвіту, чому ж її значення – у гугол (одиниця з 100 нулями, 10 у сотому степені) разів менше ніж очікувалося б, якщо Всесвіт утворився за стандартною теорією «великого вибуху»?
Вчені випробували різні механізми вирішення цієї проблеми, але щоб космологічна константа досягла нинішнього значення, потрібно було б значно більше ніж 14 мільярдів років, які, як вважається, існує наш Всесвіт, – так довго, що за цей час розсіялася б уся матерія у Всесвіті.
Але, як припускають доктори Штейнхардт і Тарок в останньому випуску журналу Science, якщо до «великого вибуху» існував час, і якщо матерія знову утворюється приблизно кожен трильйон років, то, щоб космологічна константа впала до рівня, який спостерігається сьогодні, була б величезна кількість часу.
У теорії «циклічного Всесвіту» більша частина часу існування Всесвіту проходить із малим значенням космологічної константи, а повторне утворення матерії означає, що кожен цикл розширення приносив би значну кількість речовини, як бачимо ми зараз.
Інші теорії, котрі намагаються пояснити цю проблему, включають «антропний принцип», згідно якого космологічна константа має різні значення у різних частинах Всесвіту. У цій концепції припускається те, що ми живемо в одному з районів космосу, що рідко зустрічається, де космологічна константа має низьке значення, яке підходить для утворення зірок, планет і життя.
Іншою популярною ідеєю є «теорія струн», яка припускає, що існують мільярди різних всесвітів, кожен з яких має відмінну космологічну константу і де навіть діють різні закони фізики.
«Серед нескінченного числа всесвітів неодмінно повинен існувати всесвіт, який має таку космологічну константу, як наша», – зазначив засновник теорії струн, доктор Леонард Саскінд у інтерв’ю журналу .
Незважаючи на те, що вони є новими для науки, теорії численних і циклічних всесвітів із давніх часів були присутніми у віруваннях стародавніх культур, таких як південно-американські майя, та різних релігіях.
* Червоне зміщення – зміщення ліній спектру у червоний бік у результаті віддалення об’єкту, наприклад, крупного небесного тіла, галактики тощо.
