Последняя редакция 17.01.2022
Итак, сингулярность возникает из вакуума. Но почему она ни с того, ни с сего взрывается?
Как микроскопически малая область стала областью вселенского размера, с материей и излучением, достаточным, чтобы объяснить все, что мы можем видеть?
Оказывается, что энергия пустого пространства является гравитационно отталкивающей.
В результате этого Вселенная фактически совершает работу над пустым пространством, когда оно расширяется.
Эта работа идет на поддержание постоянной плотности энергии пространства.
Таким образом, если квантовые свойства материи и излучения с очень ранних времен обеспечивают энергией даже бесконечно малую область пустого пространства,
эта область может расти, становясь сколь угодно большой.
Наша Вселенная возникла в процессе, при котором энергия пустого пространства (ничего) преобразуется в энергию материи (чего-то).
Т.е. ничто - вакуум - имеет энергию, но не имеет материи. Энергия может преобразовываться в материю.
Квантовая теория гравитации допускает создание хоть на мгновение самого пространства там, где его раньше не было.
"Виртуальные" вселенные, то есть возможные, небольшие, компактные пространства, могут неожиданно появляться на очень короткое время.
Но это не объясняет, как что-то может возникнуть из ничего на более продолжительное время, большее, чем это делают виртуальные частицы, заполняющие в остальном пустое пространство.
Однако ненулевое реальное электрическое поле, наблюдаемое на больших расстояниях от заряженной частицы, может быть результатом когерентного излучения множества виртуальных фотонов с нулевой энергией.
Причина в том, что виртуальные фотоны, которые несут нулевую энергию, при излучении не нарушают закона сохранения энергии.
Аналогичные аргументы предполагают, что можно себе представить один определенный тип вселенной,
которая могла спонтанно появляться, и которой не нужно было после этого почти сразу исчезать
из-за ограничений принципа неопределенности и закона сохранения энергии.
А именно - вселенную с нулевой полной энергией.
Общая положительная энергия, в том числе связанная с массой покоя частицы, должна компенсироваться отрицательной гравитационной энергией, так что полная энергия равна нулю.
Поэтому если полная энергия Вселенной равна нулю, то в квантово-механическом смысле такие вселенные могут появиться спонтанно и безнаказанно.
В этих вселенных будет полностью независимые пространства-времена, не связанные с нашим собственным.
Если, прежде чем такая вселенная сможет коллапсировать, конфигурация полей в ней вызовет период инфляции, то даже изначально крошечная замкнутая вселенная может быстро, экспоненциально расшириться.
После того, как такая инфляция увеличит вселенную приблизительно в 100 раз, вселенная может легко
сохраняться гораздо дольше, чем наша Вселенная уже существует без коллапсирования.
Вселенная из ничего... действительно из ничего. Структуры, которые мы можем видеть, такие как звезды и галактики, все были созданы квантовыми флуктуациями из ничего.
Услышав последнюю фразу, верующие люди тут же говорят, что Библия не врет, когда говорит о
сотворении мира богом из ничего. Что ж, действительно - не врет в той части, что из ничего.
Но при чем тут бог? Мы видим, что для создания Вселенной бог совсем не нужен.
Для создания Вселенной бог совсем не нужен.
Ранее "ничто" означало пустое, но существовавшее ранее пространство в сочетании с постоянными и известными законами физики.
Теперь необходимость пространства была устранена. Но замечательно то, что даже законы физики могут быть не обязательными или ненужными.
Более того: физические законы зависят от того, какие измерения будут развернуты в возникающем пространстве.
Теория струн предсказывает, что пространство может иметь до 26 измерений вместо
привычных нам 4 (длина, ширина, высота и время). Мы воспринимаем лишь эти 4 измерения потому,
что остальные измерения свернуты в пространство ничтожно малых размеров. Мы воспринимаем только
плоские (с математической точки зрения) измерения. Это как поверхность апельсина:
разглядывая её вблизи, мы различаем множество бугорков и неровностей, но при некотором
удалении они словно бы сглаживаются. Так и пространство в очень малых масштабах
имеет до 26 измерений и значительную кривизну. Но при увеличении масштаба вы не
видите искривления или дополнительных измерений.
Почему в нашей Вселенной развернуты именно эти 4 измерения? Возможно, на ранней стадии
развития Вселенной сильно искривлёнными были все измерения. Но при расширении могут
разворачиваться любые из измерений. Математические расчеты показывают, что вполне могут
существовать Вселенные, в которых свёрнуты все измерения, развернут иной набор измерений или
развёрнуто больше четырёх измерений.
Физические законы возникают вместе с возникшим пространством.
