Вселенная не могла расширяться вечно: почему у космоса должно быть начало ✎ экспресс

Оригинал: "Geodesic completeness of anisotropic cosmologies and the null energy condition"
arXiv:2608.06852v1 · 2026-08-07 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Даже если Вселенная расширяется во все стороны, её прошлое не может тянуться бесконечно долго.

Луч прожектора уходит в темноту, но если мысленно провести его назад, он упрётся в источник света — лампу. С историей Вселенной, возможно, то же самое: прослеживая её расширение вспять, мы упираемся в самое начало.

Физики взяли самую простую модель — Вселенную, которая растягивается одинаково по всем направлениям, как куб, у которого одновременно увеличиваются все стороны. Они не заглядывали в самые первые мгновения, а поставили более фундаментальный вопрос: может ли такое расширение длиться бесконечно в прошлом? Оказалось, нет. Если сегодня космос расширяется во все стороны (а наблюдения это подтверждают), то в прошлом его линии обязаны сойтись в одной точке. Это как надувать воздушный шар: сколько ни смотри в прошлое, всегда найдётся момент, когда он был точкой.

Ключевое условие, которое использовали учёные, запрещает материи вести себя противоестественно — например, иметь отрицательную плотность энергии. В обычной жизни это звучит так: вода не может весить меньше нуля.

Но есть лазейка: если бы Вселенная всегда сжималась хотя бы в одном направлении, прошлое могло бы быть бесконечным. Авторы приводят пример — такой мир похож на лист резины, который растягивают в длину и ширину, но сдавливают по толщине. В нём нет «начала» в привычном смысле, потому что сжатие в одном измерении компенсирует расширение в других. Однако наш космос, похоже, не таков: он пухнет во все стороны сразу, а значит, его история конечна.

Этот результат не опирается на форму Вселенной в целом — она может быть сколь угодно сложной, хоть завязанной в узел. Важно лишь локальное расширение, которое мы видим вокруг себя.

Так луч прожектора упирается в лампу, а расширение Вселенной — в момент, раньше которого не было ничего. Или было что-то совсем иное, что наша физика пока не описывает.

Если бы Вселенная сжималась только в одном направлении, она могла бы существовать вечно в прошлом — как бесконечный лист резины, который никогда не был точкой.

В романе «Тау Ноль» Пола Андерсона корабль разгоняется так, что снаружи успевает пройти вся жизнь Вселенной — от расширения до сжатия.

Учёные
Alan GuthAlexander FriedmannAndrei LindeGeorges LemaîtreJames PeeblesRalph Alpher
Понятия
условие нулевой энергии теорема Виттена о положительной энергии гравитационная сингулярность общая теория относительности плоское пространство вселенная уравнение геодезических космологический отскок квантовая природа гравитации теорема Пенроуза о сингулярностях ньютоновский предел космологическая однородность космическое расширение уравнения Эйнштейна расширение вселенной пространство де Ситтера вечная инфляция теории гравитации второй закон термодинамики космический горизонт