Если окинуть весь космос взглядом, он будет казаться не совсем единообразным из-за неравномерного распределения галактик и темной материи, начало которому было положено еще реликтовым излучением, когда Вселенной было около 380 тысяч лет. Несколько лет назад была составлена температурная карта реликтового излучения Вселенной, на которой было отмечено несколько аномальных зон, которые современная физика не может понять и объяснить.

Воспользовавшись моделью петлевой квантовой космологии — математическим инструментом, объединяющим квантовую механику и теорию относительности — ученые из Пенсильванского университета разрешили две из трех этих аномалий, о которые спотыкается общая теория относительности (ОТО).

В частности, ОТО не может объяснить неравномерность распределения в пространстве галактик и темной материи.

Представьте себе ткань, из которой шьют рубашки. На первый взгляд, она кажется двумерной, но при более близком рассмотрении оказывается, что она сплетена из трехмерных нитей. Точно так же, — говорит первый автор работы, профессор Абхай Аштекар, директор Институт гравитации и космоса штата Пенсильвания, — и ткань пространства-времени нашей Вселенной состоит из переплетенных квантовых нитей. Учитывая эти нити, петлевая квантовая космология позволяет нам выйти за пределы континуума, описываемого общей теорией относительности, например, за пределы Большого взрыва, пишет Phys.org.

В прошлом исследователи из этой команды уже заменили идею сингулярности Большого взрыва на гипотезу Большого отскока. Она утверждает, что нынешняя расширяющаяся Вселенная возникает из стремительного сжатия, управляемого сложными эффектами квантовой гравитации, какой-то массы, видимо, предыдущей Вселенной. Ученые обнаружили, что все крупные структуры нашей Вселенной можно объяснить при помощи уравнений квантовых петель.

Теперь они пошли дальше и объяснили определенные аномалии в распределении реликтового излучения квантовыми флуктуациями. Речь идет о крайне малых величинах в планковской системе единиц — длина Планка примерно на 20 порядков меньше радиуса протона. Однако даже столь незначительная, казалось бы, коррекция расширения Вселенной позволяет устранить затруднения, которые раньше ставили космологов в тупик.

А тот факт, что расчеты физиков позволили в точности проследить появление мельчайших неоднородностей, фиксируемых на фоне сверхвысокочастотного реликтового космического излучения, прямо подтверждает и верность лежащей в основе этого математического аппарата модели Большого отскока.

В 2018 группа физиков-теоретиков опубликовала статью об открытии следов предыдущих Вселенных, скрытых в излучении, оставшемся от Большого взрыва. Авторы назвали их «точками Хокинга».