Разве пространство-время не искривилось так сильно, как черная дыра сразу после Большого взрыва, потому что масса была так плотно упакована? Разве все не похоже на горизонт событий, и как вещи могут расширяться за его пределы? Может ли инфляция произойти и в черной дыре, чтобы ее содержимое стало доступным для внешней вселенной?
Отличный вопрос! Извините за этот огромный ответ, и это может быть неудовлетворительный ответ, но он ответит на ваши вопросы.
К сожалению, как и большая часть астрономии, Большой взрыв окружен тайной. Это одна из самых больших неопределенностей, и вы придете к этому выводу, если достаточно изучите ее.
Большая часть того, что мы можем узнать о Большом взрыве, — это экстраполяция. Если мы наблюдаем расширение Вселенной, мы можем предположить, что в какой-то момент между всем веществом во Вселенной было гораздо меньше пространства. Однако здесь все начинает ломаться.
С помощью общей теории относительности, которая объясняет наше современное понимание гравитации, и нашей экстраполяции мы смогли бы достичь описываемых вами явлений; вся Вселенная возникла бы как бесконечно малая точка (называемая сингулярностью), из которой материя была невероятно горячей.
Однако на этих уровнях общая теория относительности начинает давать сбои, поскольку ее уравнения не могут точно объяснить условия такой вселенной. Во-первых, как вы намекаете, бесконечная плотность и потенциально бесконечная масса, вероятно, будут иметь бесконечно сильную гравитацию.
В правильном математическом описании Вселенной нет места таким бесконечностям, и в этот момент уравнения Эйнштейна — основа для предсказания эволюции космоса — рушатся. Эти уравнения дают нам ненадежные результаты, и мы сталкиваемся с некоторыми проблемами, которые вы описываете.
Квантовая механика больше подходит для таких малых масштабов, но она не может объяснить, как действует гравитация и какова ее роль в то время. Таким образом, это говорит нам о том, что КМ и ОТО обязательно неполны. Их уравнения не могут полностью описать сингулярность Большого взрыва, тем более что ОТО (которая имеет дело с крупными явлениями с большой массой) и КМ (которая имеет дело с небольшими явлениями с малой массой) несовместимы и не могут описывать небольшие явления с большой массой. .
Таким образом, у нас осталось много вопросов без ответов: создал ли Большой взрыв Вселенную или это было просто событие в истории Вселенной? Почему Вселенная должна быть сжата до такого маленького размера? Будет ли идея бесконечно плотной вселенной противоречить предположению о бесконечности вселенной?
Давно существовала надежда, что эти вопросы можно объяснить в рамках теории квантовой гравитации. Квантовая гравитация пытается объединить общую теорию относительности и концепции квантовой теории (КМ и КТП). Эти надежды недавно приобрели более конкретную форму с помощью так называемой петлевой квантовой гравитации и ее приложений в космологии.
Квантовая гравитация все еще недоказана и гипотетична. Теория струн также пытается объединить GM и КТП, но ее невозможно опровергнуть. Таким образом, Большой взрыв — это момент времени, о котором астрономы действительно мало знают. Это прискорбно и удивительно, но физики пытаются это преодолеть.
Земная гравитация (назовем ее искривлением пространства) в центре Земли приблизительно равна нулю. Точно так же мы предполагаем, что плотная ранняя Вселенная была все еще бесконечной и однородной , так что не беспокойтесь, гравитация уравновешивалась примерно до нуля. Нет никаких доказательств того, что это был комок материи, окруженный пустым пространством, каким обычно является черная дыра.
Помните, Большой Взрыв произошел прямо здесь, где вы сейчас находитесь, и вся материя отдалялась от точки, где вы сейчас находитесь. Просто все расстояния все время увеличивались, а материя не ускорялась и не уходила в какое-то воображаемое «космическое пространство».
пользовательLTK
Сэр Камференс