Инфляционная вселенная

До начала 80-х гг. в нашем рассказе здесь можно было бы поставить точку. Однако в последние десятилетия развитие космологии и физики элементарных частиц позволило теоретически рассмотреть и самый начальный, "сверхплотный" период расширения Вселенной.

Оказывается, в самом начале расширения, когда температура была невероятно высока (больше 10²⁸ К), Вселенная могла находиться в особом состоянии, при котором она расширялась с ускорением, а энергия в единице объёма оставалась постоянной. Такую стадию расширения назвали инфляционной. Подобное состояние материи возможно при одном условии - давление должно быть отрицательным! Однако возможность такого состояния материи, когда она обладает отрицательным давлением, следует из современных теорий элементарных частиц. В них предполагается существование некоторого необычного поля со странными физическими свойствами, энергия которого преобладала на самой ранней стадии расширения.

Стадия сверхбыстрого инфляционного расширения охватывала крошечный промежуток времени: она завершилась примерно к моменту ("Ю^б с. Считается, что настоящее "рождение" элементарных частиц материи в том виде, в каком мы их знаем сейчас, произошло как раз по окончании инфляционной стадии и было вызвано "распадом" гипотетического поля. После этого расширение Вселенной продолжалось уже по инерции.

Гипотеза инфляционной Вселенной отвечает на целый ряд важных вопросов космологии, которые до недавнего времени считались необъяснимыми парадоксами, в частности на вопрос о причине расширения Вселенной. Если в своей истории Вселенная действительно прошла через эпоху, когда существовало большое отрицательное давление, то гравитация неизбежно должна была вызвать не притяжение, а взаимное отталкивание материальных частиц. И значит, Вселенная как целое начала быстро, взрывоподобно расширяться. Конечно, модель инфляционной Вселенной пока лишь гипотеза: даже косвенная проверка её положений требует таких приборов, которые в настоящее время просто ещё не созданы. Однако идея ускоренного расширения Вселенной на самых ранних стадиях её эволюции прочно вошла в современную космологию.

До сих пор остаётся открытым важнейший вопрос: что существовало до начала расширения Вселенной? Такая же Вселенная, как наша, но только не расширяющаяся, а сжимающаяся? Или совсем незнакомый нам мир с абсолютно иными свойствами пространства и времени? А возможно, это был мир, управляемый совершенно другими, неизвестными нам законами природы? Эти проблемы настолько сложны, что решать их придётся будущим поколениям космологов.

Подводя итог, можно сказать, что наше знание о строении и эволюции Вселенной переживает настоящую "инфляционную стадию" - время бурного роста, новых идей и важных открытий. Говоря о ранней Вселенной, мы от самых больших космических масштабов вдруг переносимся в область микромира, который описывается законами квантовой механики. Физика элементарных частиц и сверхвысоких энергий тесно переплетается в космологии с физикой гигантских астрономических систем. Самое большое и самое малое смыкаются здесь друг с другом. В этом состоит удивительная красота нашего мира, полного неожиданных взаимосвязей и глубокого единства.