Възможно ли е цялата наблюдаема Вселена – с нейните милиарди галактики, звезди и планети – да се намира във вътрешността на черна дупка? На пръв поглед идеята звучи като сюжет от научнофантастичен филм, но зад нея стои реален математически модел, разработван от теоретичния физик Никодем Поплавски.

Преподавателят по физика в Университета на Ню Хейвън допуска, че нашият Космос не е възникнал „от нищото“. Според неговата хипотеза началото му може да е свързано с колапса на материя в черна дупка, намираща се в друга – „родителска“ Вселена.

Ако това се окаже вярно, черните дупки може да не са окончателни гробници на материята, а своеобразни космически „семена“, от които се раждат нови светове.

Какво замества сингулярността?

В Общата теория на относителността гравитационният колапс води до сингулярност – състояние, при което плътността и кривината на пространство-времето стават безкрайни. Появата на подобни безкрайности обаче обикновено се приема като знак, че познатата ни теория вече не е достатъчна, за да опише случващото се.

Моделът на Поплавски използва теорията на Айнщайн–Картан – разширение на Общата теория на относителността, което отчита не само кривината, но и т.нар. торсия, или усукване на пространство-времето. Тя е свързана със спина – вътрешния ъглов момент на елементарните частици.

При обикновени условия този ефект би бил практически незабележим. При огромните плътности във вътрешността на черна дупка обаче торсията може да породи гравитационно отблъскване. То би спряло материята, преди да бъде свита до точка с безкрайна плътност.

Вместо сингулярност би настъпил „Голям отскок“. Свиващата се материя достига минимален, но краен размер, след което започва да се разширява. Именно последният подобен отскок би могъл да представлява това, което наричаме Големия взрив, показват изчисленията на Поплавски, публикувани в научни издания като The Astrophysical Journal и General Relativity and Gravitation.

Как изглежда това отвън и отвътре?

За наблюдател извън черната дупка материята просто преминава през хоризонта на събитията, откъдето не може да се върне. От другата му страна обаче тя би могла да се превърне в основа на ново затворено пространство-време, което започва собствено разширяване.

Двете области остават причинно разделени. Наблюдателите в предполагаемата родителска Вселена не биха могли да видят развитието на новородения Космос, а жителите му не биха имали пряк достъп до света, от който е произлязъл.

Според модела производството на частици около „отскока“ може да създаде огромно количество материя и да предизвика кратък период на бързо разширяване, сходен с космическата инфлация. Така хипотезата се опитва да обясни защо наблюдаемата Вселена изглежда толкова еднородна и почти геометрично плоска.

Отговор за посоката на времето

Черната дупка може да даде обяснение и за т.нар. стрела на времето – причината ние да възприемаме времето като движещо се само от миналото към бъдещето.

Материята пресича хоризонта на събитията еднопосочно. Според Поплавски тази посока може да се пренесе и в новородената Вселена, която по този начин „наследява“ своята стрела на времето от родителския Космос.

Торсионните модели са разглеждани и като възможно обяснение на неравновесието между материята и антиматерията. Това обаче е отделна и също непотвърдена част от теорията, а не установено решение на една от най-големите загадки във физиката.

Има ли следи, че Вселената се върти?

Ако родителската черна дупка се е въртяла, новороденият Космос би могъл да наследи предпочитана ос. Именно тук учените търсят потенциален начин хипотезата да бъде проверена.

Проучване на Лиор Шамир от 2025 година анализира 263 галактики, заснети от космическия телескоп „Джеймс Уеб“. Приблизително две трети от тях изглеждали завъртени в една посока, а една трета – в обратната. Самият автор посочва като една от възможностите раждането на въртяща се Вселена, което би било съвместимо с космологията на черните дупки. 

Резултатът обаче не е доказателство, че живеем в черна дупка. Наблюденията обхващат ограничена извадка, а възможни обяснения са още движението на Млечния път, особености при подбора на галактиките или систематични ефекти при измерванията. Други изследвания също не откриват убедителна обща посока във въртенето на галактиките.

Безкрайна космическа „матрьошка“?

Ако механизмът работи, черните дупки в нашата Вселена също биха могли да раждат собствени „дъщерни“ вселени. Те на свой ред могат да образуват черни дупки, зад чиито хоризонти да възникват следващи светове.

Така се появява образът на гигантска космическа „матрьошка“ – вселени в черни дупки, намиращи се в други вселени. Моделът обаче не доказва, че веригата е безкрайна, нито че всяка черна дупка задължително съдържа развита Вселена със звезди, планети или различни природни закони.

Засега няма пряко наблюдение, което да потвърждава теорията на Поплавски. Няма и начин да надникнем отвъд хоризонта на събитията. Хипотезата остава смел, но математически мотивиран опит да бъдат избегнати сингулярностите и да се отговори на въпроса какво може да е съществувало преди Големия взрив.

Ако някога бъде доказана, тя ще промени радикално представата ни за черните дупки – от краища на светове в места, където се раждат нови.