Стоит сразу объяснить заголовок, чтобы не вызывать лишних мыслей. Мы не обитаем внутри черной дыры, но это не исключает возможности, что наша Вселенная могла возникнуть из таковой.
Черные дыры, известные своей загадочностью, представляют собой области с бесконечно сильным гравитационным притяжением, из которых ничто не может выбраться. Формирование черной дыры вполне возможно: достаточно сжать массу до определенных размеров. Как только этот критический порог сжатия достигается, гравитация преобладает над всеми остальными силами, порождая черную дыру. Размер порога зависит от массы, объединяемой в одно место. Для обычного человека этот порог соответствует размерам атомного ядра. Например, если бы вся масса Земли была сжата до объема грецкого ореха, она стала бы черной дырой размером с орех.
Парадоксально, если бы все вещественные компоненты Вселенной были сконцентрированы в одной точке в попытке создать наибольшую черную дыру, она, вероятно, имела бы размеры, соизмеримые с размерами нашей Вселенной.
Между Вселенной и черными дырами есть одно неожиданное сходство. Возможно, самой характерной чертой черной дыры является ее горизонт событий, некая невозвращаемая граница вокруг нее. Попав внутрь горизонта событий, гравитация настолько сильна, что для выхода из него нужно двигаться быстрее скорости света, что в принципе невозможно.
В нашей Вселенной существует свой аналог горизонта событий, известный как космологический горизонт событий. Этот горизонт находится на огромном расстоянии, и его существование связано с расширением Вселенной. Постоянное увеличение размеров Вселенной означает, что далекие галактики удаляются от нас быстрее, чем ближние. Грубо говоря, галактики в два раза дальше от нас двигаются вдвое быстрее, и так далее. На определенном расстоянии, примерно в 14 миллиардах световых лет, скорость удаления галактик становится так велика, что они выходят за пределы нашего космологического горизонта событий. Это означает, что мы никогда не сможем достичь или взаимодействовать с этими галактиками, так же, как нам недоступно взаимодействие с объектами за пределами черной дыры.
Вторая общая черта между черными дырами и нашей Вселенной — сингулярность. Сингулярность — это точка бесконечной плотности, где гравитация сжимает всю материю в бесконечно маленькую точку. Но понимание сингулярностей требует квантового описания гравитации, что до сих пор не было разработано. У черных дыр сингулярность находится в ее центре, и всё, что попадает в черную дыру, в конечном итоге достигает этой сингулярности.
В нашей Вселенной сингулярность ассоциируется с Большим Взрывом. Около 13 миллиардов лет назад вся материя Вселенной сжалась в бесконечно маленькую точку, из которой началось ее расширение и эволюция, в результате которой образовались частицы, атомы, звезды, галактики и все остальное, что мы видим сегодня.
Таким образом, хотя наша Вселенная также содержит сингулярность и горизонт событий, она не соответствует полностью черной дыре, и корень этой разницы заключается в природе сингулярностей. В случае черной дыры, сингулярность находится в определенном пространственном месте. Если у нас есть черная дыра поблизости, мы можем указать ее местоположение, включая сингулярность. И даже если мы пересечем горизонт событий, мы сможем дойти до этой точки (хотя это, возможно, закончится не самым приятным образом).
Но в случае с Большим Взрывом, сингулярность, также известная как космологическая сингулярность, не существует в конкретном месте в пространстве, а, скорее, в конкретный момент времени. Она не находится где-то в нашей Вселенной, куда можно было бы отправиться и указать ее местоположение. Мы никогда не сможем добраться до этой точки. Она существует только в прошлом каждого сущего во Вселенной.
Эта разница имеет огромное значение в математике гравитации, поскольку сингулярности черных дыр и сингулярности Большого Взрыва — это совершенно разные явления, демонстрирующие разное поведение. Именно эта фундаментальная разница делает невозможным существование гигантской черной дыры, равной по размерам нашей Вселенной, поскольку сингулярность черной дыры и сингулярность Большого Взрыва не имеют между собой схожих характеристик.
Однако наличие сингулярности при Большом Взрыве может иметь другой смысл. Фактически, центр черной дыры остается загадочным местом, и наши существующие теории гравитации недостаточно сложны, чтобы полностью раскрыть истинную сущность сингулярности. Попытки разгадать, что на самом деле происходит внутри черных дыр, привели к появлению довольно необычных гипотез.
Существует возможность, что сингулярности черных дыр — это не конечная точка, а скорее сверхсжатые области материи. На квантовом уровне физика может проявить свои странные и непредсказуемые свойства. В условиях огромной гравитационной силы, объединенной с экзотической квантовой механикой, пространство-время может стать крайне нестабильным.
Эти нестабильности могут расти, порождая разветвленные "пузыри", которые полностью изолированы от нашей Вселенной, и отличаются от нее. Внутри этих пузырей могут существовать собственные Большие Взрывы, собственные расширения и собственные законы физики, совершенно отличные от тех, что мы знаем. Эти пузыри могут представлять собой отдельные вселенные, отделенные от той, из которой возникла черная дыра, и имеющие свою собственную реальность.
Хотя это звучит дико, идея о том, что наша Вселенная могла возникнуть из квантового хаоса внутри черной дыры другой вселенной, остается чрезвычайно гипотетической. Это интересная концепция, основанная на неопределенной физике, и хотя у нас недостаточно данных о природе сингулярностей, чтобы окончательно это подтвердить, все равно интересно размышлять об этой возможности.