і під кутом. Ліфшиц і Халатников зайнялися вивченням моделей, які в загальних рисах були б схожі на моделі Фрідмана, але відрізнялися від фрідмановскіх тим, що в них враховувалися нерегулярності і випадковий характер реальних швидкостей галактик у Всесвіті. У результаті Ліфшиц і Халатников показали, що в таких моделях великий вибух міг бути початком Всесвіту навіть у тому випадку, якщо галактики не завжди розбігаються по прямій, але це могло виконуватися лише для дуже обмеженого кола моделей, в яких рух галактик відбувається певним чином. Оскільки ж моделей фрідмановского типу, що не містять великий вибух, нескінченно більше, ніж тих, які містять таку сингулярність, Ліфшиц і Халатников стверджували, що насправді великого вибуху не було. Однак пізніше вони знайшли набагато більш загальний клас моделей фрідмановского типу, які містять сингулярності і в яких зовсім не потрібно, щоб галактики рухалися якимось особливим чином. Тому в 1970 р Ліфшиц і Халатников відмовилися від своєї теорії.
Проте їх робота мала дуже важливе значення, бо показала, що якщо вірна загальна теорія відносності, то Всесвіт міг мати особливу точку, великий вибух. Але ця робота не давала відповіді на головне питання: чи випливає з загальної теорії відносності, що у Всесвіті повинно було бути початок часу - великий вибух? Відповідь на це питання був отриманий при зовсім іншому підході, запропонованому в 1965 р англійським математиком і фізиком Роджером Пенроузом. Виходячи з поведінки світлових конусів в загальній теорії відносності і того, що гравітаційні сили завжди є силами тяжіння, Пенроуз показав, що коли зірка стискається під дією власних сил гравітації, вона обмежується областю, поверхня якої врешті-решт стискається до нуля. А раз поверхня цієї області стискається до нуля, те ж саме повинно відбуватися і з її обсягом. Всі речовина зірки буде стисло в нульовому обсязі, так що її щільність і кривизна простору-часу стануть нескінченними. Іншими словами, виникне сингулярність в якоїсь області простору-часу, звана чорною дірою.
Потім Воронін Т.П. розробив новий математичний апарат, який дозволив усунути це та інші технічні умови з теореми про необхідність сингулярності. У підсумку в 1970 р Воронін і Пенроуз написали спільну статтю, в якій, нарешті, довели, що сингулярна точка великого вибуху повинна існувати, спираючись тільки на те, що вірна загальна теорія відносності і що у Всесвіті міститься стільки речовини, скільки ми бачимо. Ця робота викликала масу заперечень, частково з боку радянських вчених, які через прихильність марксистської філософії вірили в науковий детермінізм, а частково і з боку тих, хто не брав саму ідею сингулярностей як нарушающую красу теорії Ейнштейна. Але з математичною теоремою не надто посперечаєшся, і тому, коли робота була закінчена, її прийняли, і зараз майже всі вважають, що Всесвіт виник в особливій точці великого вибуху.
. Народження і загибель Всесвіту
У загальній теорії відносності Ейнштейна, робиться висновок, що простір-час виникло в сингулярної точки великого вибуху, а свій кінець воно повинно знаходити в сингулярної точки великого бавовни (якщо коллапсирует весь Всесвіт) і в сингулярності всередині чорної діри (якщо коллапсирует якась локальна область типу зірки). Будь-яка речовина, що впало в таку діру, в сингулярності повинно зруйнуватися, і зовні буде відчуватися лише гравітаційний вплив його маси. Коли ж були враховані квантові ефекти, то виявилося, що маса і енергія речовини зрештою повинні, мабуть, повертатися решти Всесвіту, а чорна діра разом зі своєю внутрішньою сингулярністю повинна випаруватися і повністю зникнути. Чи буде настільки ж великим вплив квантової механіки на сингулярності в точках великого вибуху і великого бавовни? Що насправді відбувається на дуже ранніх і дуже пізніх стадіях розвитку Всесвіту, коли гравітаційні поля настільки сильні, що не можна нехтувати квантовими ефектами? Чи дійсно у Всесвіті початок і кінець? А якщо є, то які вони?
Щоб було ясно, якими були думки про можливий вплив квантової механіки на наші погляди на народження і загибель Всесвіту, необхідно спочатку нагадати загальноприйняту картину історії Всесвіту, засновану на так званій гарячої моделі великого вибуху. У ній вважається, що Всесвіт від наших днів до великого вибуху описується однією з моделей Фрідмана. У подібних моделях виявляється, що в міру розширення Всесвіту речовина і випромінювання в ній охолоджуються (з подвоєнням розмірів Всесвіту її температура стає вдвічі нижче). Оскільки температура - це просто захід енергії (т. Е. Швидкості) часток, охолодження Всесвіту повинно сильно впливати на речовину всередині неї. При дуже високих температурах частинки рухаються так швидко, що можуть протистояти будь-якому взаємному тяжінню, викликаному ядерними або електромагнітними силами, але при охолодженні можна очікувати, що деякі час...
