ТЕМА:

Неужели ты не чувствуешь парадокса? Если исходить из того, что энергию невозможно приписать кривизне пространства-времени, то как изменение геометрии пространства-времени может переносить энергию, если изменение геометрии пространства времени не сопровождается изменением его энергии?

Суть парадокса.
В ОТО нельзя приписать энергию самой кривизне пространства‑времени — нет тензора плотности энергии гравитационного поля.
Но гравитационные волны переносят энергию — это подтверждается наблюдениями (LIGO, двойные пульсары).
Система из двух звёзд теряет энергию на излучение волн — значит, энергия уходит.
Где же «хранится» энергия волны?
Энергия гравитационной волны не «запасена» в кривизне как в пружине. Она проявляется только в динамике — в том, как меняется геометрия.

Ключевая идея: энергия — это свойство процесса, а не состояния

Представьте бегущую волну на гитарной струне:
Нельзя сказать, что энергия «хранится» в изгибе струны в какой‑то точке.
Энергия — это свойство движения: амплитуда + частота + скорость волны.
Если волна достигнет другой струны, она может передать ей энергию — заставить колебаться.
Гравитационная волна похожа, но:

Вместо струны — геометрия пространства‑времени.
Вместо изгиба — изменение метрики.
Передача энергии происходит через приливные силы (градиент ускорения), действующие на пробные массы.

Почти столетие космологи отслеживали историю Вселенной до единственного драматического момента — Большого взрыва, когда пространство и время возникли из чрезвычайно горячего и плотного состояния около 13,8 миллиарда лет назад. Однако профессор Университета Портсмута Энрике Гастаньяга предлагает альтернативный сценарий: «Мы решили изучить возможность, которая может связать несколько загадок: возможно, Вселенная началась не с единственного взрыва, а возникла в результате космического отскока, имитирующего инфляцию, при этом некоторые древнейшие объекты могли сохраниться как реликты из времени до него».

Согласно теории общей относительности Эйнштейна, прослеживание истории Вселенной назад приводит к сингулярности Большого взрыва, где плотность становится бесконечной, а известные законы физики перестают работать. Многие физики видят в этом свидетельство неполноты существующих теорий. Модель космического отскока предлагает иной путь: Вселенная сжималась до чрезвычайно плотного, но конечного состояния, а затем изменила направление и начала расширяться.

Ученые утверждают, что квантовая физика могла естественным образом произвести такой отскок. При экстремально высоких плотностях квантовые эффекты генерируют мощное давление, которое предотвращает неограниченное сжатие материи. Схожие эффекты известны науке — именно они стабилизируют сверхплотные объекты, например, белые карлики и нейтронные звезды.

Ученые считают, что некоторые черные дыры и другие объекты Вселенной могли существовать еще до Большого взрыва.
Согласно расчетам специалистов, компактные объекты размером более примерно 90 метров могли пройти через переход и появиться вновь после начала расширения Вселенной. В списке таких вероятных реликтов могут быть гравитационные волны, флуктуации плотности и древние черные дыры. Если таких черных дыр образовалось достаточно, они могли бы составить существенную долю темной материи, а в перспективе даже полностью объяснить ее природу.

Предложенная учеными можель может также объяснить озадачивающие наблюдения телескопа Джеймса Уэбба, который обнаруживал неожиданно массивные объекты в ранней Вселенной, в частности, загадочные «маленькие красные точки». «Если массивные черные дыры уже существовали сразу после отскока, ранней Вселенной не нужно было бы начинать с нуля при формировании первых галактик», — поясняет Гастаньяга.

Проверить эту теорию помогут будущие наблюдения, например, поиск реликтовых гравитационных волн и тонких паттернов в космическом микроволновом фоне, способных сохранить информацию из эпохи до Большого взрыва.