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यह अब एक सट्टा सिद्धांत नहीं है, क्योंकि उनमें से चार की पुष्टि हो चुकी है।

वैज्ञानिक विचार सरल, व्याख्यात्मक और भविष्यसूचक होने चाहिए। और जहां तक ​​​​हम आज जानते हैं, मुद्रास्फीति की विविधता में ऐसे गुण नहीं हैं।
- पॉल स्टीनहार्ट, 2014

जब हम बिग बैंग के बारे में सोचते हैं, तो हम ब्रह्मांड के शुरुआती बिंदु की कल्पना करते हैं: गर्म, घना, विस्तारित राज्य जहां से सब कुछ उभरा। ब्रह्मांड के वर्तमान विस्तार - एक दूसरे से अलग उड़ने वाली आकाशगंगाओं को देखकर और मापकर, हम न केवल ब्रह्मांड के भाग्य का निर्धारण कर सकते हैं, बल्कि इसकी शुरुआत भी कर सकते हैं।

लेकिन बस यह गर्म और घनी अवस्था कई सवालों से भरी हुई है, जिनमें शामिल हैं:

अंतरिक्ष के बहुत दूर, अलग-अलग क्षेत्र क्यों हैं, जो समय की शुरुआत से सूचनाओं का आदान-प्रदान नहीं कर सके, एक ही तापमान के पदार्थ और विकिरण के समान घनत्व से भरे हुए हैं?

ब्रह्मांड क्यों होगा, जो अगर होता तो फिर से ढह जाता अधिक पदार्थ, या यह अस्तित्वहीन स्थिति में विस्तारित होगा यदि इसमें कम पदार्थ होता, तो यह पूरी तरह से संतुलित होता?

और जहां, यदि ब्रह्मांड बहुत गर्म और घनी अवस्था में हुआ करता था, तो क्या ये सभी उच्च-ऊर्जा अवशेष कण (जैसे चुंबकीय मोनोपोल) हैं, जिन्हें सैद्धांतिक रूप से आज पता लगाना आसान होना चाहिए?

सवालों के जवाब 1979 के अंत में, 1980 की शुरुआत में पाए गए, जब एलन गुथ ने ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति के सिद्धांत को सामने रखा।

यह मानते हुए कि बिग बैंग एक ऐसी स्थिति से पहले हुआ था जिसमें ब्रह्मांड पदार्थ और विकिरण से नहीं भरा था, बल्कि केवल बड़ी मात्राब्रह्मांड के ताने-बाने में निहित ऊर्जा, गट इन सभी समस्याओं को हल करने में कामयाब रही। इसके अलावा, 1980 के दशक में अन्य विकास भी हुए, जिससे नए वर्ग के मॉडल खोजना संभव हो गया जो मुद्रास्फीति मॉडल को वर्तमान ब्रह्मांड को पुन: पेश करने में मदद करते हैं:

पदार्थ और विकिरण से भरा हुआ
आइसोट्रोपिक (सभी दिशाओं में समान),
सजातीय (सभी बिंदुओं पर समान),
प्रारंभिक अवस्था में गर्म, घना और विस्तारित।

इस तरह के मॉडल एंड्री लिंडे, पॉल स्टीनहार्ट, एंडी अल्ब्रेक्ट द्वारा विकसित किए गए थे, और अतिरिक्त विवरण हेनरी ताई, ब्रूस एलन, एलेक्सी स्टारोबिंस्की, माइकल टर्नर, डेविड श्राम, रॉकी कोल्ब और अन्य द्वारा तैयार किए गए थे।

हमने कुछ उल्लेखनीय पाया: दो सामान्य वर्गमॉडलों ने हमें वह सब कुछ दिया जिसकी हमें जरूरत थी। शीर्ष पर एक संभावित फ्लैट के साथ एक नई मुद्रास्फीति थी, जिससे मुद्रास्फीति क्षेत्र नीचे "धीरे-धीरे लुढ़क सकता था", और यू-आकार की क्षमता के साथ एक अराजक मुद्रास्फीति थी, जिससे कोई भी धीरे-धीरे स्लाइड कर सकता था।

दोनों ही मामलों में, अंतरिक्ष का तेजी से विस्तार हुआ, सीधा हुआ, इसके गुण हर जगह समान थे, और जब मुद्रास्फीति समाप्त हो गई, तो आप हमारे समान ब्रह्मांड में लौट आए। इसके अलावा, आपको पांच अतिरिक्त भविष्यवाणियां प्राप्त हुईं, जिनके लिए उस समय कोई अवलोकन नहीं किया गया था।

1) समतल ब्रह्मांड। 1980 के दशक की शुरुआत में, हमने आकाशगंगाओं, आकाशगंगा समूहों का सर्वेक्षण अध्ययन पूरा किया और ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना को समझना शुरू किया। हमने जो देखा उसके आधार पर, हम दो संकेतकों को मापने में सक्षम थे:

ब्रह्मांड का क्रांतिक घनत्व, अर्थात्, ब्रह्मांड के आदर्श संतुलन के लिए आवश्यक पदार्थ का घनत्व, पुनरावृत्ति और शाश्वत विस्तार के बीच।
वास्तविक घनत्वब्रह्मांड में पदार्थ, न केवल चमकदार पदार्थ, गैस, धूल और प्लाज्मा, बल्कि डार्क मैटर सहित सभी स्रोत, जिनका गुरुत्वाकर्षण प्रभाव होता है।

हमने पाया कि डेटा के स्रोत के आधार पर दूसरा संकेतक पहले के 10% और 35% के बीच था। दूसरे शब्दों में, ब्रह्मांड में मामला महत्वपूर्ण राशि से बहुत कम था - जिसका अर्थ है कि ब्रह्मांड खुला है।

लेकिन मुद्रास्फीति ने एक सपाट ब्रह्मांड की भविष्यवाणी की। यह किसी भी आकार के ब्रह्मांड को लेता है और इसे एक सपाट अवस्था तक फैलाता है, या, के अनुसार कम से कम, फ्लैट से अप्रभेद्य राज्य के लिए। बहुत से लोगों ने मुद्रास्फीति के मॉडल बनाने की कोशिश की है जो ब्रह्मांड को एक नकारात्मक वक्रता (खुला) देते हैं लेकिन सफल नहीं हुए हैं।

डार्क एनर्जी युग के आगमन के साथ, 1998 में सुपरनोवा अवलोकन, उसके बाद WMAP परियोजना से डेटा का संग्रह, पहली बार 2003 में जारी किया गया (और बुमेरांग परियोजना से डेटा, थोड़ा पहले जारी किया गया), हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ब्रह्मांड वास्तव में सपाट है, और पदार्थ के कम घनत्व का कारण ऊर्जा के इस नए, अप्रत्याशित रूप की उपस्थिति थी।

2) प्रकाश से बड़े पैमाने पर उतार-चढ़ाव वाला ब्रह्मांड दूर हो सकता है। मुद्रास्फीति - ब्रह्मांड की जगह को तेजी से विस्तार करने के कारण - बहुत छोटे पैमाने पर बहुत बड़े पैमाने पर क्या होता है। आज के ब्रह्मांड में अंतर्निहित अनिश्चितता है क्वांटम स्तरहाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धांत के कारण ऊर्जा का छोटा उतार-चढ़ाव।

लेकिन मुद्रास्फीति के दौरान, ऊर्जा के इन छोटे पैमाने के उतार-चढ़ाव को पूरे ब्रह्मांड में विशाल मैक्रोस्कोपिक पैमानों तक फैलाया जाना चाहिए था, जो इसकी पूरी सीमा तक फैला हो! (सामान्य तौर पर, और इससे भी आगे, क्योंकि हम कुछ भी नहीं देख सकते हैं जो देखने योग्य ब्रह्मांड के बाहर है)।

लेकिन उतार-चढ़ाव को देखते हुए अवशेष विकिरण 1992 में COBE परियोजना कुछ हद तक करने में सक्षम सबसे बड़े पैमाने पर, हमने इन उतार-चढ़ावों को पाया। और WMAP से बेहतर परिणामों के साथ, हम उनके परिमाण को मापने और यह देखने में सक्षम थे कि वे मुद्रास्फीति की भविष्यवाणियों के अनुरूप हैं।

3) रुद्धोष्म उतार-चढ़ाव वाला ब्रह्मांड, यानी हर जगह एक ही एन्ट्रापी के साथ। उतार-चढ़ाव भिन्न हो सकते हैं: रुद्धोष्म, निरंतर वक्रता, या दोनों प्रकार का मिश्रण। मुद्रास्फीति ने 100% रुद्धोष्म उतार-चढ़ाव की भविष्यवाणी की, जिसका अर्थ था अच्छी तरह से परिभाषित सीएमबी मापदंडों की उपस्थिति जिसे डब्ल्यूएमएपी में मापा जा सकता है, और बड़े पैमाने पर संरचनाएं 2डीएफ और एसडीएसएस परियोजनाओं में मापी जाती हैं। यदि सीएमबी और बड़े पैमाने पर उतार-चढ़ाव एक-दूसरे से संबंधित हैं, तो वे रुद्धोष्म हैं, और यदि नहीं, तो वे निरंतर वक्रता के हो सकते हैं। यदि ब्रह्मांड में उतार-चढ़ाव का एक अलग सेट होता, तो हम वर्ष 2000 तक इसके बारे में नहीं जानते!

लेकिन मुद्रास्फीति के सिद्धांत में बाकी प्रगति के लिए धन्यवाद, इस बिंदु को इतना महत्व दिया गया है कि इसकी पुष्टि लगभग किसी का ध्यान नहीं गया है। यह केवल इस बात की पुष्टि थी कि हम पहले से ही "जानते हैं" जब वास्तव में यह अन्य लोगों की तरह ही क्रांतिकारी था।

4) एक ब्रह्मांड जिसमें उतार-चढ़ाव का स्पेक्ट्रम पैमाने-अपरिवर्तनीय (एन एस .) की तुलना में थोड़ा छोटा था< 1). Это серьёзное предсказание! Конечно, инфляция, в общем, предсказывает, что флуктуации должны быть масштабно-инвариантными. Но есть подвох, или уточнение: форма инфляционных потенциалов влияет на то, как спектр флуктуаций отличается от идеальной масштабной инвариантности.

1980 के दशक में खोजे गए वर्किंग मॉडल ने भविष्यवाणी की थी कि इस्तेमाल किए गए मॉडल के आधार पर उतार-चढ़ाव स्पेक्ट्रम (स्केलर स्पेक्ट्रल इंडेक्स, एनएस) 1 से थोड़ा कम होना चाहिए, कहीं 0.92 और 0.98 के बीच।

जब हमें अवलोकन संबंधी डेटा मिला, तो हमने पाया कि मापी गई राशि, n s, लगभग 0.97 थी, जिसमें 0.012 की त्रुटि (बीएओ परियोजना द्वारा सीएमबी माप के अनुसार) थी। उन्हें पहली बार WMAP में देखा गया था, और इस अवलोकन की न केवल पुष्टि की गई थी, बल्कि समय के साथ दूसरों द्वारा भी प्रबलित किया गया था। यह वास्तव में एक से कम है, और केवल मुद्रास्फीति ने ही यह भविष्यवाणी की है।

5) और, अंत में, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के उतार-चढ़ाव के एक निश्चित स्पेक्ट्रम के साथ ब्रह्मांड। यह नवीनतम भविष्यवाणी है, केवल एक बड़ी भविष्यवाणी जिसकी अभी तक पुष्टि नहीं हुई है। कुछ मॉडल, जैसे कि लिंडे का अराजक मुद्रास्फीति मॉडल, बड़ी गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्पन्न करते हैं (जो BICEP2 को ध्यान देना चाहिए था), अन्य, जैसे कि अल्ब्रेक्ट-स्टीनहार्ड मॉडल, बहुत छोटी गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्पन्न कर सकते हैं।

हम जानते हैं कि उनके पास कौन सा स्पेक्ट्रम होना चाहिए और ये तरंगें सीएमबी ध्रुवीकरण में उतार-चढ़ाव के साथ कैसे बातचीत करती हैं। अनिश्चितता केवल उनकी ताकत में है, जो देखने के लिए बहुत छोटा हो सकता है, जिसके आधार पर मुद्रास्फीति मॉडल सही है।

अगली बार जब आप मुद्रास्फीति के सिद्धांत की सट्टा प्रकृति के बारे में एक लेख पढ़ते हैं, या सिद्धांत के संस्थापकों में से एक इसकी सत्यता पर संदेह कैसे करता है, तो इसे ध्यान में रखें। हाँ, लोग छेद ढूँढ़ने की कोशिश करते हैं सबसे अच्छा सिद्धांतऔर विकल्पों की तलाश करें; हम वैज्ञानिक ऐसा करते हैं।

लेकिन मुद्रास्फीति अवलोकन से अलग कोई सैद्धांतिक राक्षस नहीं है। उसने पाँच नई भविष्यवाणियाँ कीं, जिनमें से चार की हमने पुष्टि की! उसने उन चीजों की भविष्यवाणी की हो सकती है जिन्हें हम अभी तक नहीं जानते कि कैसे परीक्षण करना है, जैसे कि मल्टीवर्स, लेकिन यह उसकी सफलता से दूर नहीं है।

ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति का सिद्धांत अब सट्टा नहीं है। सीएमबी और ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचनाओं के अवलोकन के लिए धन्यवाद, हम उसकी भविष्यवाणियों की पुष्टि करने में सक्षम थे। यह हमारे ब्रह्मांड में घटी सभी घटनाओं में सबसे पहली घटना है। ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति पहले हुई थी महा विस्फोटऔर उसके आगमन के लिए सब कुछ तैयार किया। और शायद हम उसके लिए और भी बहुत कुछ सीख सकते हैं धन्यवाद!

ब्रह्मांड की उत्पत्ति के सवाल के अलावा, आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञानियों को कई अन्य समस्याओं का सामना करना पड़ता है। मानक के लिए हमारे द्वारा देखे जाने वाले पदार्थ के वितरण की भविष्यवाणी करने में सक्षम होने के लिए, इसकी प्रारंभिक स्थिति को बहुत उच्च स्तर के संगठन द्वारा चित्रित किया जाना चाहिए। सवाल तुरंत उठता है: ऐसी संरचना कैसे बन सकती है?

मैसाचुसेट्स के भौतिक विज्ञानी एलन गुथ प्रौद्योगिकी संस्थानअपने स्वयं के संस्करण का प्रस्ताव रखा, जो ब्रह्मांड की प्रारंभिक स्थिति का वर्णन करने वाले समीकरणों में कृत्रिम रूप से सटीक मापदंडों को पेश करने की आवश्यकता को समाप्त करते हुए, इस संगठन के सहज उद्भव की व्याख्या करता है। उनके मॉडल को "मुद्रास्फीति ब्रह्मांड" कहा गया है। इसका सार यह है कि तेजी से विस्तार करने वाले, अत्यधिक गर्म ब्रह्मांड के अंदर, अंतरिक्ष का एक छोटा क्षेत्र ठंडा हो जाता है और अधिक मजबूती से विस्तार करना शुरू कर देता है, जैसे सुपरकूल्ड पानी तेजी से जम जाता है, उसी समय विस्तार करता है। तेजी से विस्तार का यह चरण मानक बिग बैंग सिद्धांतों में निहित कुछ समस्याओं को समाप्त करता है।

हालांकि, गुथ का मॉडल भी खामियों के बिना नहीं है। गुथ के समीकरणों के लिए मुद्रास्फीति ब्रह्मांड का सही ढंग से वर्णन करने के लिए, उन्हें अपने समीकरणों के लिए प्रारंभिक मापदंडों को बहुत सटीक रूप से निर्धारित करना था। इस प्रकार, उन्हें अन्य सिद्धांतों के रचनाकारों के समान समस्या का सामना करना पड़ा। वह बिग बैंग की स्थितियों के सटीक मापदंडों को निर्दिष्ट करने की आवश्यकता से छुटकारा पाने की आशा करता था, लेकिन इसके लिए उसे अपना स्वयं का मानकीकरण शुरू करना पड़ा, जो अस्पष्ट रहा। गुथ और उनके सह-लेखक पी. स्टिंगार्ट स्वीकार करते हैं कि उनके मॉडल में "गणना स्वीकार्य भविष्यवाणियों की ओर ले जाती है, यदि समीकरणों के दिए गए प्रारंभिक पैरामीटर बहुत संकीर्ण सीमा में भिन्न होते हैं। अधिकांश सिद्धांतवादी (स्वयं सहित) ऐसी प्रारंभिक स्थितियों को असंभव मानते हैं।" लेखक अपनी आशाओं के बारे में बात करते हैं कि किसी दिन नए गणितीय सिद्धांत विकसित किए जाएंगे जो उन्हें अपने मॉडल को और अधिक व्यावहारिक बनाने की अनुमति देंगे।

यह निर्भरता अभी नहीं है खुले सिद्धांतगुथ मॉडल की एक और कमी है। लिखित एकीकृत क्षेत्र, जिस पर मुद्रास्फीतिकारी ब्रह्मांड का मॉडल आधारित है, पूरी तरह से काल्पनिक है और "खराब रूप से प्रयोगात्मक सत्यापन के लिए उधार देता है, क्योंकि अधिकांशइसकी भविष्यवाणियों का प्रयोगशाला में मात्रात्मक परीक्षण नहीं किया जा सकता है।" (एकीकृत क्षेत्र सिद्धांत वैज्ञानिकों द्वारा ब्रह्मांड की कुछ मूलभूत शक्तियों को एक साथ जोड़ने का एक संदिग्ध प्रयास है।)

गुथ के सिद्धांत की एक और कमी यह है कि यह अतितापित और फैलने वाले पदार्थ की उत्पत्ति के बारे में कुछ नहीं कहता है। गुथ ने ब्रह्मांड की उत्पत्ति के लिए तीन परिकल्पनाओं के साथ अपने मुद्रास्फीति सिद्धांत की अनुकूलता का परीक्षण किया। उन्होंने सबसे पहले मानक बिग बैंग सिद्धांत पर विचार किया। इस मामले में, गट के अनुसार, मुद्रास्फीति की घटना ब्रह्मांड के विकास के शुरुआती चरणों में से एक में होनी चाहिए थी। हालाँकि, यह मॉडल एक अघुलनशील विलक्षणता समस्या प्रस्तुत करता है। दूसरी परिकल्पना बताती है कि ब्रह्मांड अराजकता से उभरा है। इसके कुछ हिस्से गर्म थे, कुछ ठंडे थे, कुछ फैल रहे थे और कुछ सिकुड़ रहे थे। इस मामले में, मुद्रास्फीति ब्रह्मांड के एक गर्म और विस्तारित क्षेत्र में शुरू होनी चाहिए थी। सच है, गुथ मानते हैं कि यह मॉडल प्राथमिक अराजकता की उत्पत्ति की व्याख्या नहीं कर सकता है।

तीसरी संभावना, गुथ के पक्ष में, यह है कि पदार्थ का एक अतितापित, विस्तार करने वाला झुरमुट क्वांटम-यांत्रिक रूप से शून्य से निकलता है। 1984 में साइंटिफिक अमेरिकन में छपे एक लेख में, गुथ और स्टिंगार्ट ने तर्क दिया: "ब्रह्मांड का मुद्रास्फीति मॉडल हमें एक विचार देता है संभव तंत्र, जिसकी मदद से देखने योग्य ब्रह्मांड अंतरिक्ष के एक अतिसूक्ष्म क्षेत्र से प्रकट हो सकता है। यह जानकर, इसे एक कदम आगे ले जाने के प्रलोभन का विरोध करना और यह निष्कर्ष निकालना कठिन है कि ब्रह्मांड सचमुच अस्तित्व में आया है।"

यह विचार उन वैज्ञानिकों के लिए कितना भी आकर्षक क्यों न हो, जो ब्रह्मांड को बनाने वाली उच्च चेतना के अस्तित्व की संभावना के किसी भी उल्लेख के खिलाफ हथियार उठाने के लिए तैयार हैं, करीब से जांच करने पर इसमें पानी नहीं होता है। गुथ जिस "नथिंग" के बारे में बात कर रहे हैं, वह एक काल्पनिक क्वांटम मैकेनिकल वैक्यूम है, जिसे अभी तक अविकसित एकीकृत क्षेत्र सिद्धांत द्वारा वर्णित किया गया है, जो समीकरणों को एकीकृत करना चाहिए क्वांटम यांत्रिकीऔर सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत। दूसरे शब्दों में, फिलहाल इस शून्य को सैद्धांतिक रूप से भी वर्णित नहीं किया जा सकता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि भौतिकविदों ने एक सरल प्रकार के क्वांटम मैकेनिकल वैक्यूम का वर्णन किया है, जो तथाकथित "आभासी कणों" का एक समुद्र है, परमाणुओं के टुकड़े जो "लगभग मौजूद हैं"। समय-समय पर इनमें से कुछ उप-परमाणु कण निर्वात से दुनिया में चले जाते हैं। भौतिक वास्तविकता. इस घटना को वैक्यूम उतार-चढ़ाव कहा जाता है। निर्वात के उतार-चढ़ाव को प्रत्यक्ष रूप से नहीं देखा जा सकता है, लेकिन उनके अस्तित्व की पुष्टि करने वाले सिद्धांतों की प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई है। इन सिद्धांतों के अनुसार, कण और एंटीपार्टिकल्स बिना किसी कारण के निर्वात से उत्पन्न होते हैं और लगभग तुरंत गायब हो जाते हैं, एक दूसरे को नष्ट कर देते हैं। गुथ और उनके सहयोगियों ने माना कि किसी बिंदु पर, एक छोटे से कण के बजाय, एक संपूर्ण ब्रह्मांड निर्वात से प्रकट हुआ, और तुरंत गायब होने के बजाय, यह ब्रह्मांड किसी तरह अरबों वर्षों तक जीवित रहा। इस मॉडल के लेखकों ने विलक्षणता की समस्या को हल करते हुए कहा कि जिस अवस्था में ब्रह्मांड निर्वात से निकलता है वह विलक्षणता की स्थिति से कुछ अलग होता है।

हालाँकि, इस परिदृश्य में दो बड़ी कमियाँ हैं। सबसे पहले, किसी को केवल वैज्ञानिकों की कल्पना की साहस पर आश्चर्य हो सकता है जिन्होंने एक सीमित अनुभव का प्रसार किया है सबएटोमिक कणपूरे ब्रह्मांड को। एस. हॉकिंग और जी. एलिस ने बुद्धिमानी से अपने अत्यधिक उत्साही सहयोगियों को चेतावनी दी: "यह धारणा कि भौतिकी के नियम, प्रयोगशाला में खोजे गए और अध्ययन किए गए, अंतरिक्ष-समय सातत्य में अन्य बिंदुओं पर मान्य होंगे, निश्चित रूप से, एक बहुत ही साहसिक है एक्सट्रपलेशन। ” दूसरे, कड़ाई से बोलते हुए, क्वांटम मैकेनिकल वैक्यूम को "कुछ भी नहीं" नहीं कहा जा सकता है। क्वांटम मैकेनिकल वैक्यूम का विवरण, यहां तक ​​​​कि सबसे सरल में भी मौजूदा सिद्धांतअत्यधिक अमूर्त गणितीय गणनाओं के कई पृष्ठों पर कब्जा कर लेता है। ऐसी प्रणाली निस्संदेह "कुछ" है, और वही जिद्दी प्रश्न तुरंत उठता है: "इतनी जटिल रूप से संगठित "वैक्यूम" कैसे उत्पन्न हुई?

आइए मूल समस्या पर वापस जाएं जिसे हल करने के लिए गुथ ने मुद्रास्फीति मॉडल बनाया: ब्रह्मांड की प्रारंभिक स्थिति को सटीक रूप से पैरामीटर करने की समस्या। इस तरह के एक पैरामीट्रिजेशन के बिना, ब्रह्मांड में पदार्थ के देखे गए वितरण को प्राप्त करना असंभव है। जैसा कि हमने देखा, गट इस समस्या को हल करने में विफल रहा। इसके अलावा, गुथ के संस्करण सहित बिग बैंग सिद्धांत का कोई भी संस्करण ब्रह्मांड में पदार्थ के देखे गए वितरण की भविष्यवाणी कर सकता है, यह बहुत ही संदिग्ध है।

गुथ के मॉडल में उच्च संगठित प्रारंभिक अवस्था, उनके अपने शब्दों में, अंततः 10 सेंटीमीटर के व्यास के साथ एक "ब्रह्मांड" में बदल जाती है, जो एक सजातीय, अति-घने, सुपरहीटेड गैस से भरी होती है। यह विस्तारित और ठंडा होगा, लेकिन यह विश्वास करने का कोई कारण नहीं है कि यह कभी भी गैस के एक सजातीय बादल से ज्यादा कुछ भी बदल जाएगा। वास्तव में, सभी बड़े धमाके के सिद्धांत इस परिणाम की ओर ले जाते हैं। यदि गुथ को कई तरकीबों का सहारा लेना पड़ा और अंततः ब्रह्मांड को सजातीय गैस के बादल के रूप में प्राप्त करने के लिए संदेहास्पद धारणाएँ बनानी पड़ीं, तो कोई कल्पना कर सकता है कि सिद्धांत का गणितीय तंत्र क्या होना चाहिए, जैसा कि हम जानते हैं कि ब्रह्मांड की ओर अग्रसर होना चाहिए। यह!

एक अच्छा वैज्ञानिक सिद्धांत एक साधारण से कई जटिल प्राकृतिक घटनाओं की भविष्यवाणी करना संभव बनाता है सैद्धांतिक योजना. लेकिन गुथ के सिद्धांत (और किसी भी अन्य संस्करण) में, विपरीत सच है: जटिल गणितीय गणनाओं के परिणामस्वरूप, हमें एक सजातीय गैस का एक विस्तारित बुलबुला मिलता है। इसके बावजूद, वैज्ञानिक पत्रिकाओं ने कई रंगीन चित्रों के साथ मुद्रास्फीति सिद्धांत के बारे में उत्साही लेख छापे हैं, जिससे पाठक को यह आभास होना चाहिए कि गुथ ने अंततः अपने पोषित लक्ष्य को प्राप्त कर लिया है - उन्होंने ब्रह्मांड की उत्पत्ति के लिए एक स्पष्टीकरण पाया। में केवल एक स्थायी रूब्रिक खोलना अधिक ईमानदार होगा वैज्ञानिक पत्रिकाएंइसमें ब्रह्मांड की उत्पत्ति के सिद्धांत को प्रकाशित करने के लिए, इस महीने फैशनेबल।

प्रारंभिक अवस्था की जटिलता और इसकी संरचनाओं और जीवों की सभी विविधता के साथ हमारे ब्रह्मांड के उद्भव के लिए आवश्यक परिस्थितियों की कल्पना करना और भी मुश्किल है। हमारे ब्रह्मांड के मामले में, इस जटिलता की डिग्री ऐसी है कि इसे शायद ही केवल भौतिक नियमों द्वारा समझाया जा सकता है।

क्या होगा यदि, सुदूर अतीत में, ब्रह्मांड का स्थान झूठे निर्वात की स्थिति में था? यदि उस युग में पदार्थ का घनत्व ब्रह्मांड को संतुलित करने के लिए आवश्यकता से कम होता, तो प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण हावी होता। इससे ब्रह्मांड का विस्तार होगा, भले ही यह शुरू में विस्तारित न हो।

अपने विचारों को और अधिक निश्चित बनाने के लिए, हम मान लेंगे कि ब्रह्मांड बंद है। फिर वह फुसफुसाती है जैसे गर्म हवा का गुब्बारा. जैसे-जैसे ब्रह्मांड का आयतन बढ़ता है, पदार्थ दुर्लभ होता जाता है और इसका घनत्व कम होता जाता है। हालांकि, झूठी वैक्यूम द्रव्यमान घनत्व एक निश्चित स्थिरांक है; यह हमेशा वही रहता है। तो बहुत जल्दी पदार्थ का घनत्व नगण्य हो जाता है, हम झूठे निर्वात के एक समान विस्तार वाले समुद्र के साथ रह जाते हैं।

विस्तार झूठे निर्वात के तनाव के कारण होता है, जो इसके द्रव्यमान घनत्व से जुड़े आकर्षण से अधिक होता है। चूंकि इनमें से कोई भी मात्रा समय के साथ नहीं बदलती है, इसलिए विस्तार की दर उच्च स्तर की सटीकता तक स्थिर रहती है। यह दर उस अनुपात की विशेषता है जिसमें ब्रह्मांड प्रति इकाई समय (जैसे, एक सेकंड) का विस्तार करता है। अर्थ में, यह मूल्य अर्थव्यवस्था में मुद्रास्फीति की दर के समान है - प्रति वर्ष कीमतों में प्रतिशत वृद्धि। 1980 में, जब गुथ हार्वर्ड में एक सेमिनार पढ़ा रहे थे, तब अमेरिकी मुद्रास्फीति दर 14% थी। यदि यह मूल्य अपरिवर्तित रहा, तो कीमतें हर 5.3 साल में दोगुनी हो जाएंगी। इसी तरह, ब्रह्मांड के विस्तार की एक स्थिर दर का अर्थ है कि एक निश्चित समय अंतराल है जिसके दौरान ब्रह्मांड का आकार दोगुना हो जाता है।
वृद्धि जो लगातार दोगुने समय की विशेषता है, घातीय वृद्धि कहलाती है। यह बहुत जल्दी विशाल संख्याओं की ओर ले जाने के लिए जाना जाता है। यदि आज पिज्जा के एक टुकड़े की कीमत $1 है, तो 10 दोहरीकरण चक्रों (हमारे उदाहरण में 53 वर्ष) के बाद, इसकी कीमत $10^(24)$ डॉलर होगी, और 330 चक्रों के बाद यह $10^(100)$ डॉलर तक पहुंच जाएगी। इस विशाल संख्या, एक के बाद 100 शून्य, का एक विशेष नाम है - गूगोल। गुथ ने ब्रह्मांड के घातीय विस्तार का वर्णन करने के लिए ब्रह्मांड विज्ञान में मुद्रास्फीति शब्द का उपयोग करने का सुझाव दिया।

एक झूठे निर्वात से भरे ब्रह्मांड के लिए दोहरीकरण का समय अविश्वसनीय रूप से कम है। और निर्वात ऊर्जा जितनी अधिक होगी, उतनी ही कम होगी। इलेक्ट्रोवीक वैक्यूम के मामले में, ब्रह्मांड एक माइक्रोसेकंड के तीसवें हिस्से में एक गोगोल के कारक द्वारा विस्तारित होगा, और एक ग्रैंड यूनिफाइड वैक्यूम की उपस्थिति में, यह $ 10 ^ (26) $ गुना तेजी से होगा। एक सेकंड के इतने कम अंश में, एक परमाणु के आकार का क्षेत्र आज पूरे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड की तुलना में बहुत बड़े आकार में बढ़ जाएगा।

क्योंकि झूठा निर्वात अस्थिर है, यह अंततः विघटित हो जाता है और इसकी ऊर्जा कणों के एक आग के गोले को प्रज्वलित करती है। यह घटना मुद्रास्फीति के अंत और सामान्य ब्रह्माण्ड संबंधी विकास की शुरुआत का प्रतीक है। इस प्रकार, एक छोटे से प्रारंभिक भ्रूण से हमें एक विशाल गर्म विस्तार वाला ब्रह्मांड मिलता है। और एक अतिरिक्त बोनस के रूप में, यह परिदृश्य बिग बैंग ब्रह्मांड विज्ञान की विशेषता वाले क्षितिज और फ्लैट ज्यामिति समस्याओं को चमत्कारिक रूप से समाप्त करता है।

क्षितिज समस्या का सार यह है कि देखने योग्य ब्रह्मांड के कुछ हिस्सों के बीच की दूरी ऐसी है कि वे हमेशा बिग बैंग के बाद से प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी से अधिक होती हैं। इससे पता चलता है कि उन्होंने कभी एक-दूसरे के साथ बातचीत नहीं की, और फिर यह समझाना मुश्किल है कि उन्होंने तापमान और घनत्व की लगभग सटीक समानता कैसे हासिल की। मानक बिग बैंग सिद्धांत में, प्रकाश द्वारा यात्रा किया गया पथ ब्रह्मांड की आयु के अनुपात में बढ़ता है, जबकि क्षेत्रों के बीच की दूरी धीरे-धीरे बढ़ती है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण द्वारा ब्रह्मांडीय विस्तार धीमा हो जाता है। जो क्षेत्र आज परस्पर क्रिया नहीं कर सकते, वे भविष्य में एक-दूसरे को प्रभावित करने में सक्षम होंगे, जब प्रकाश अंततः उन्हें अलग करने वाली दूरी को कवर कर लेगा। लेकिन अतीत में, प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी जितनी होनी चाहिए, उससे भी कम हो जाती है, इसलिए यदि क्षेत्र आज बातचीत नहीं कर सकते हैं, तो वे निश्चित रूप से पहले ऐसा करने में सक्षम नहीं थे। इसलिए समस्या की जड़ गुरुत्वाकर्षण की आकर्षक प्रकृति से संबंधित है, जिसके कारण विस्तार धीरे-धीरे धीमा हो जाता है।

हालांकि, एक झूठे निर्वात ब्रह्मांड में, गुरुत्वाकर्षण प्रतिकारक है, और विस्तार को धीमा करने के बजाय, इसे गति देता है। इस मामले में, स्थिति उलट जाती है: जो क्षेत्र प्रकाश संकेतों का आदान-प्रदान कर सकते हैं, वे भविष्य में इस अवसर को खो देंगे। और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि वे क्षेत्र जो आज एक-दूसरे के लिए दुर्गम हैं, उन्होंने अतीत में परस्पर क्रिया की होगी। क्षितिज की समस्या दूर हो गई है!
समतल स्थान की समस्या उतनी ही आसानी से हल हो जाती है। यह पता चला है कि ब्रह्मांड महत्वपूर्ण घनत्व से तभी दूर होता है जब इसका विस्तार धीमा हो जाता है। एक त्वरित मुद्रास्फीति विस्तार के मामले में, विपरीत सच है: ब्रह्मांड एक महत्वपूर्ण घनत्व के करीब पहुंच रहा है, जिसका अर्थ है कि यह चापलूसी हो रहा है। क्योंकि मुद्रास्फीति ब्रह्मांड को एक विशाल कारक द्वारा बढ़ा देती है, हम इसका केवल एक छोटा अंश देखते हैं। यह देखने योग्य क्षेत्र हमारी पृथ्वी के समान समतल दिखाई देता है, जो सतह के करीब देखने पर भी सपाट दिखाई देता है।

इसलिए, मुद्रास्फीति की एक छोटी अवधि ब्रह्मांड को बड़ा, गर्म, एकसमान और सपाट बनाती है, जिससे मानक बिग बैंग ब्रह्मांड विज्ञान के लिए आवश्यक प्रारंभिक स्थितियों का निर्माण होता है।
मुद्रास्फीति के सिद्धांत ने दुनिया को जीतना शुरू कर दिया। खुद गट के लिए, उनकी पोस्टडॉक स्थिति समाप्त हो गई है। उन्होंने अपने अल्मा मेटर, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी से एक प्रस्ताव स्वीकार कर लिया, जहां वे आज भी काम करना जारी रखते हैं।

ए. विलेनकिन की पुस्तक "मैनी वर्ल्ड्स इन वन: द सर्च फॉर अदर यूनिवर्स" का अंश

ऐसा लगता नहीं था कि ब्रह्मांड के जन्म के पहले मिलीसेकंड में हुई घटनाओं की एक प्रतिध्वनि हम तक पहुँच सकती है। हालांकि, यह संभव निकला।

ब्रह्मांड विज्ञान, ब्रह्मांड की संरचना, हमारी दुनिया का भूत, वर्तमान और भविष्य - इन सवालों ने हमेशा कब्जा किया है सबसे अच्छा दिमागइंसानियत। ब्रह्मांड विज्ञान और सामान्य रूप से विज्ञान के विकास के लिए, ब्रह्मांड को समग्र रूप से समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है। अमूर्त निर्माणों के प्रायोगिक सत्यापन, अवलोकन संबंधी डेटा द्वारा उनकी पुष्टि, शोध परिणामों की समझ और तुलना और कुछ सिद्धांतों का पर्याप्त मूल्यांकन द्वारा एक विशेष भूमिका निभाई जाती है। अब हम उस रास्ते के बीच में हैं जो आइंस्टीन के समीकरणों के समाधान से लेकर ब्रह्मांड के जन्म और जीवन के रहस्य के ज्ञान की ओर ले जाता है।

इस रास्ते पर अगला कदम अराजक मुद्रास्फीति के सिद्धांत के निर्माता, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के स्नातक, अब स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के प्रोफेसर एंड्री दिमित्रिच लिंडे द्वारा बनाया गया था, जिन्होंने विकास के शुरुआती चरण को समझने में महत्वपूर्ण योगदान दिया था। ब्रह्माण्ड। कई वर्षों तक उन्होंने एक प्रमुख अकादमिक में काम किया रूसी संस्थान- भौतिक संस्थान। लेबेदेव एकेडमी ऑफ साइंसेज (एफआईएएन) ने प्रोफेसर डेविड अब्रामोविच किरज़्नित्स के साथ मिलकर काम करते हुए प्राथमिक कणों के आधुनिक सिद्धांतों के परिणामों का अध्ययन किया।

1972 में, Kirzhnits और Linde इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि in प्रारंभिक ब्रह्मांडअजीबोगरीब चरण संक्रमण थे, जब के बीच मतभेद अलग - अलग प्रकारइंटरैक्शन अचानक गायब हो गए: मजबूत और इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन एक ही बल में विलीन हो गए। ( एकीकृत सिद्धांतद्रव्यमान रहित फोटॉन (विद्युत चुम्बकीय संपर्क) और भारी मध्यवर्ती के आदान-प्रदान के माध्यम से क्वार्क और लेप्टान द्वारा किए गए कमजोर और विद्युत चुम्बकीय संपर्क वेक्टर बोसॉन(कमजोर संपर्क), 1960 के दशक के अंत में बनाया गया। स्टीवन वेनबर्ग, शेल्डन ग्लासो और अब्दुस सलाम।) इसके बाद, लिंडे ने ब्रह्मांड के विकास के पहले चरणों में, इसके जन्म के बाद पहले 10-30 सेकंड में प्रक्रियाओं का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित किया। पहले, यह असंभव लग रहा था कि ब्रह्मांड के जन्म के पहले मिलीसेकंड में होने वाली घटनाओं की एक प्रतिध्वनि हम तक पहुँच सकती है। हालांकि, में पिछले साल आधुनिक तरीकेखगोलीय अवलोकनों ने सुदूर अतीत को देखना संभव बना दिया है।

ब्रह्मांड विज्ञान की समस्याएं

बिग बैंग के सिद्धांत को ध्यान में रखते हुए, शोधकर्ताओं को उन समस्याओं का सामना करना पड़ा जिन्हें पहले आध्यात्मिक माना जाता था। हालांकि, सवाल हमेशा उठते रहे और जवाब मांगते रहे।

जब कुछ नहीं था तो क्या हुआ? यदि ब्रह्मांड एक विलक्षणता से पैदा हुआ था, तो यह एक समय में मौजूद नहीं था। लैंडौ और लाइफशिट्ज़ द्वारा सैद्धांतिक भौतिकी में यह कहा गया है कि आइंस्टीन के समीकरणों का समाधान नकारात्मक समय के क्षेत्र में जारी नहीं रखा जा सकता है, और इसलिए, सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के ढांचे के भीतर, प्रश्न "ब्रह्मांड के जन्म से पहले क्या था ?" कोई मतलब नहीं है। हालाँकि, यह प्रश्न हम सभी को उत्साहित करता रहता है।

क्या समानांतर रेखाएं प्रतिच्छेद करती हैं? स्कूल में उन्होंने हमें बताया नहीं। हालांकि, जब ब्रह्मांड विज्ञान की बात आती है, तो इसका उत्तर इतना स्पष्ट नहीं है। उदाहरण के लिए, एक बंद ब्रह्मांड में एक गोले की सतह के समान, भूमध्य रेखा पर समानांतर रेखाएं उत्तर में प्रतिच्छेद करती हैं और दक्षिणी ध्रुव. तो क्या यूक्लिड सही है? ब्रह्मांड सपाट क्यों प्रतीत होता है? क्या वह शुरू से ही ऐसी थी? इन सवालों का जवाब देने के लिए, यह स्थापित करना आवश्यक है कि विकास के प्रारंभिक चरण में ब्रह्मांड कैसा था।

ब्रह्मांड सजातीय क्यों है? वास्तव में यह सच नहीं है। आकाशगंगाएँ, तारे और अन्य विषमताएँ हैं। यदि आप ब्रह्मांड के उस हिस्से को देखें जो आधुनिक दूरबीनों की दृष्टि की सीमा के भीतर है, और विश्लेषण करें औसत घनत्वब्रह्मांडीय पैमाने पर पदार्थ का वितरण, यह पता चला है कि यह 10 -5 की सटीकता के साथ सभी दिशाओं में समान है। ब्रह्मांड सजातीय क्यों है? में क्यों विभिन्न भागक्या भौतिकी के समान नियम ब्रह्मांड पर लागू होते हैं? ब्रह्मांड इतना बड़ा क्यों है? इसे बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा कहाँ से आई?

संदेह हमेशा उठता था, और जितना अधिक वैज्ञानिकों ने हमारी दुनिया के अस्तित्व की संरचना और इतिहास के बारे में सीखा, अधिक प्रश्नअनुत्तरित रह गया। हालांकि, लोगों ने उनके बारे में नहीं सोचने की कोशिश की, एक बड़े सजातीय ब्रह्मांड और गैर-अंतर्विभाजक समानांतर रेखाओं को दिए गए, चर्चा के अधीन नहीं मानते हुए। आखिरी तिनका जिसने भौतिकविदों को प्रारंभिक ब्रह्मांड के सिद्धांत के प्रति अपने दृष्टिकोण पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर किया, वह अवशेष मोनोपोल की समस्या थी।

चुंबकीय मोनोपोल का अस्तित्व 1931 में अंग्रेजी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी पॉल डिराक द्वारा प्रस्तावित किया गया था। यदि ऐसे कण वास्तव में मौजूद हैं, तो वे चुंबकीय आवेशकुछ का गुणज होना चाहिए दिया गया मूल्य, जो, बदले में, मौलिक मात्रा द्वारा निर्धारित किया जाता है आवेश. लगभग आधी सदी तक, इस विषय को व्यावहारिक रूप से भुला दिया गया था, लेकिन 1975 में एक सनसनीखेज बयान दिया गया था कि चुंबकीय मोनोपोलमें खोजा गया ब्रह्मांडीय किरणों. जानकारी की पुष्टि नहीं हुई थी, लेकिन संदेश ने समस्या में रुचि को फिर से जगाया और एक नई अवधारणा के विकास में योगदान दिया।

1970 के दशक में उत्पन्न हुए प्राथमिक कण सिद्धांतों के एक नए वर्ग के अनुसार, किरज़निट्स और लिंडे द्वारा भविष्यवाणी किए गए चरण संक्रमणों के परिणामस्वरूप मोनोपोल प्रारंभिक ब्रह्मांड में प्रकट हो सकते थे। प्रत्येक मोनोपोल का द्रव्यमान एक लाख अरब गुना है अधिक द्रव्यमानप्रोटॉन 1978-1979 में ज़ेल्डोविच, ख्लोपोव और प्रेस्किल ने पाया कि इस तरह के बहुत सारे मोनोपोल पैदा हुए थे, जिससे अब प्रत्येक प्रोटॉन के लिए एक मोनोपोल होगा, जिसका अर्थ है कि ब्रह्मांड बहुत भारी होगा और उसे अपने वजन के नीचे जल्दी से गिरना होगा। यह तथ्य कि हम अभी भी मौजूद हैं, उस संभावना को नकारते हैं।

प्रारंभिक ब्रह्मांड के सिद्धांत पर दोबारा गौर करना

इनमें से अधिकांश प्रश्नों का उत्तर मुद्रास्फीति के सिद्धांत के उदय के बाद ही प्राप्त हुआ था।

मुद्रास्फीति सिद्धांत है लंबा इतिहास. इस प्रकार का पहला सिद्धांत 1979 में रूसी विज्ञान अकादमी के संबंधित सदस्य अलेक्सी अलेक्जेंड्रोविच स्टारोबिंस्की द्वारा प्रस्तावित किया गया था। उनका सिद्धांत काफी जटिल था। बाद के काम के विपरीत, उसने यह समझाने की कोशिश नहीं की कि ब्रह्मांड बड़ा, सपाट, सजातीय, आइसोट्रोपिक क्यों है। हालाँकि, उसके पास कई महत्वपूर्ण लक्षण थे। मुद्रास्फीतिकारी ब्रह्मांड विज्ञान.

1980 में, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक कर्मचारी एलन गूज ( एलन गुथो) लेख में "द इन्फ्लेटिंग यूनिवर्स: संभावित समाधानक्षितिज और समतलता की समस्याएं" उल्लिखित दिलचस्प परिदृश्यविस्तार ब्रह्मांड। बिग बैंग के पारंपरिक सिद्धांत से इसका मुख्य अंतर 10-35 से 10-32 सेकेंड की अवधि में ब्रह्मांड के जन्म का वर्णन था। गस ने सुझाव दिया कि इस समय ब्रह्मांड तथाकथित "झूठे" निर्वात की स्थिति में था, जिसमें इसकी ऊर्जा घनत्व असाधारण रूप से अधिक थी। इसलिए, बिग बैंग सिद्धांत के अनुसार विस्तार तेजी से हुआ। तेजी से विस्तार के इस चरण को ब्रह्मांड की मुद्रास्फीति (मुद्रास्फीति) कहा जाता था। तब मिथ्या निर्वात बिखर गया, और उसकी ऊर्जा साधारण पदार्थ की ऊर्जा में चली गई।

गूज का सिद्धांत किरज़निट्स और लिंडे द्वारा विकसित प्रारंभिक ब्रह्मांड में चरण संक्रमण के सिद्धांत पर आधारित था। स्टारोबिंस्की के विपरीत, गस ने एक सरल सिद्धांत का उपयोग करके यह समझाने का लक्ष्य रखा कि ब्रह्मांड बड़ा, सपाट, सजातीय, आइसोट्रोपिक क्यों है, और यह भी कि कोई मोनोपोल क्यों नहीं हैं। मुद्रास्फीति का चरण इन समस्याओं को हल कर सकता है।

दुर्भाग्य से, गूस मॉडल में झूठे निर्वात के पतन के बाद, ब्रह्मांड या तो बहुत ही अमानवीय या खाली हो गया। तथ्य यह है कि एक झूठे वैक्यूम का क्षय, जैसे केतली में उबलते पानी, एक नए चरण के बुलबुले के गठन के कारण हुआ। इस मामले में जारी ऊर्जा को ब्रह्मांड की तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए, विशाल बुलबुले की दीवारों का टकराना आवश्यक था, और इससे मुद्रास्फीति के बाद ब्रह्मांड की एकरूपता और आइसोट्रॉपी का उल्लंघन होना चाहिए था। , जो उत्पन्न समस्या का खंडन करता है।

हालांकि गूज मॉडल ने काम नहीं किया, इसने एक फुलाए हुए ब्रह्मांड के लिए नए परिदृश्यों के विकास को प्रेरित किया।

नई मुद्रास्फीति सिद्धांत

1981 के मध्य में, लिंडे ने एक विस्तृत ब्रह्मांड के लिए एक नए परिदृश्य का पहला संस्करण प्रस्तावित किया, जो ग्रैंड यूनिफिकेशन मॉडल में चरण संक्रमणों के अधिक विस्तृत विश्लेषण पर आधारित था। वह इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि कुछ सिद्धांतों में, बुलबुले के गठन के तुरंत बाद घातीय विस्तार समाप्त नहीं होता है, ताकि मुद्रास्फीति न केवल बुलबुले के गठन के साथ चरण संक्रमण से पहले, बल्कि पहले से ही उनके अंदर भी जा सके। इस परिदृश्य में, ब्रह्मांड के अवलोकन योग्य भाग को एक बुलबुले के भीतर समाहित माना जाता है।

नए परिदृश्य में, लिंडे ने दिखाया कि अदिश क्षेत्र के दोलनों के दौरान कणों के निर्माण के कारण मुद्रास्फीति के बाद ताप होता है (नीचे देखें)। इस प्रकार, बुलबुलों की दीवारों का टकराना, जो विषमताएँ उत्पन्न करते हैं, अनावश्यक हो गए, और इस प्रकार ब्रह्मांड की बड़े पैमाने पर समरूपता और समरूपता की समस्या हल हो गई।

नए परिदृश्य में दो प्रमुख बिंदु शामिल थे: पहला, बुलबुले के अंदर की भौतिक स्थिति के गुणों को बुलबुले के अंदर मुद्रास्फीति सुनिश्चित करने के लिए धीरे-धीरे बदलना चाहिए; दूसरी बात, अधिक के लिए देर से चरणऐसी प्रक्रियाएं होनी चाहिए जो चरण संक्रमण के बाद ब्रह्मांड के ताप को सुनिश्चित करती हैं। एक साल बाद, शोधकर्ता ने अपने दृष्टिकोण को संशोधित किया, नए मुद्रास्फीति सिद्धांत में प्रस्तावित किया, और इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि चरण संक्रमणों की बिल्कुल भी आवश्यकता नहीं है, साथ ही सुपरकूलिंग और झूठी वैक्यूम, जिससे एलन हस ने शुरुआत की थी। यह एक भावनात्मक झटका था, क्योंकि गर्म ब्रह्मांड के बारे में उन विचारों को त्यागना आवश्यक था जिन्हें सच माना जाता था, चरण संक्रमणऔर हाइपोथर्मिया। ढूँढना ज़रूरी था नया रास्तासमस्या को सुलझाना। तब अराजक मुद्रास्फीति के सिद्धांत को सामने रखा गया था।

अराजक मुद्रास्फीति

लिंडे के अराजक मुद्रास्फीति के सिद्धांत का विचार बहुत सरल है, लेकिन इसे समझाने के लिए, हमें एक अदिश क्षेत्र की अवधारणा को पेश करने की आवश्यकता है। दिशात्मक क्षेत्र हैं - विद्युत चुम्बकीय, विद्युत, चुंबकीय, गुरुत्वाकर्षण, लेकिन कम से कम एक और हो सकता है - स्केलर, जो कहीं भी निर्देशित नहीं है, लेकिन बस निर्देशांक का एक कार्य है।

एक अदिश क्षेत्र का निकटतम (हालांकि सटीक नहीं) एनालॉग इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता है। संयुक्त राज्य अमेरिका के विद्युत नेटवर्क में वोल्टेज 110 वी है, और रूस में यह 220 वी है। यदि कोई व्यक्ति अमेरिकी तार को एक हाथ से और रूसी एक दूसरे के साथ रखता है, तो संभावित अंतर उसे मार देगा। यदि वोल्टेज हर जगह समान होता, तो कोई संभावित अंतर नहीं होता और कोई करंट प्रवाहित नहीं होता। तो एक स्थिर अदिश क्षेत्र में कोई संभावित अंतर नहीं है। इसलिए, हम एक स्थिर अदिश क्षेत्र नहीं देख सकते हैं: यह एक निर्वात जैसा दिखता है, जो कुछ मामलों में हो सकता है उच्च घनत्वऊर्जा।

यह माना जाता है कि इस प्रकार के क्षेत्रों के बिना प्राथमिक कणों का यथार्थवादी सिद्धांत बनाना बहुत मुश्किल है। हाल के वर्षों में, अदिश एक को छोड़कर, इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन के सिद्धांत द्वारा अनुमानित लगभग सभी कणों की खोज की गई है। ऐसे कणों की खोज वर्तमान में सर्न, स्विट्जरलैंड में निर्माणाधीन विशाल त्वरक के मुख्य लक्ष्यों में से एक है।

लगभग सभी मुद्रास्फीति परिदृश्यों में अदिश क्षेत्र मौजूद था। गस ने कई गहरे चढ़ावों के साथ क्षमता का दोहन करने का सुझाव दिया। लिंडे के नए मुद्रास्फीति सिद्धांत को लगभग के साथ क्षमता की आवश्यकता थी ऊपर से चपटा, लेकिन बाद में, अराजक मुद्रास्फीति के परिदृश्य में, यह पता चला कि यह सामान्य परवलय लेने के लिए पर्याप्त है, और सब कुछ काम करता है।

सबसे सरल अदिश क्षेत्र पर विचार करें, घनत्व स्थितिज ऊर्जाजो उसके परिमाण के वर्ग के समानुपाती होता है, जिस प्रकार एक लोलक की ऊर्जा संतुलन की स्थिति से उसके विचलन के वर्ग के समानुपाती होती है:

एक छोटे से क्षेत्र को ब्रह्मांड के बारे में कुछ नहीं पता होगा और वह अपने न्यूनतम के करीब उतार-चढ़ाव शुरू कर देगा। हालाँकि, यदि क्षेत्र काफी बड़ा है, तो यह बहुत धीरे-धीरे लुढ़केगा, अपनी ऊर्जा के कारण ब्रह्मांड को गति देगा। बदले में, ब्रह्मांड की गति (और कोई कण नहीं) अदिश क्षेत्र के पतन को धीमा कर देगी।

इस प्रकार, एक बड़ा अदिश क्षेत्र ब्रह्मांड के विस्तार की उच्च दर की ओर ले जाता है। ब्रह्मांड के विस्तार की उच्च दर क्षेत्र को गिरने से रोकती है और इस प्रकार संभावित ऊर्जा घनत्व को कम नहीं होने देती है। लेकिन उच्च घनत्वऊर्जा लगातार बढ़ती गति से ब्रह्मांड को गति दे रही है। यह आत्मनिर्भर शासन मुद्रास्फीति की ओर ले जाता है, ब्रह्मांड का तेजी से तेजी से विस्तार।

इस अद्भुत प्रभाव की व्याख्या करने के लिए, ब्रह्मांड के पैमाने कारक के लिए आइंस्टीन समीकरण को संयुक्त रूप से हल करना आवश्यक है:

और अदिश क्षेत्र के लिए गति का समीकरण:

यहाँ H तथाकथित हबल स्थिरांक है, जो m द्रव्यमान के अदिश क्षेत्र के ऊर्जा घनत्व के समानुपाती है (यह स्थिरांक वास्तव में समय पर निर्भर करता है); जी - गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक।

शोधकर्ताओं ने पहले ही विचार कर लिया है कि ब्लैक होल के आसपास और ब्रह्मांड के पतन के दौरान स्केलर क्षेत्र कैसे व्यवहार करेगा। लेकिन किसी कारण से घातीय विस्तार मोड नहीं मिला। और मुझे अभी-अभी लिखना चाहिए था पूरा समीकरणएक अदिश क्षेत्र के लिए, जो मानक संस्करण में (अर्थात, ब्रह्मांड के विस्तार को ध्यान में रखे बिना) एक पेंडुलम के लिए एक समीकरण की तरह दिखता था:

लेकिन कुछ अतिरिक्त शब्द ने हस्तक्षेप किया - घर्षण का बल, जो ज्यामिति से जुड़ा था; पहले तो किसी ने इस पर ध्यान नहीं दिया। यह हबल स्थिरांक और क्षेत्र की गति का गुणनफल है:

जब हबल स्थिरांक बड़ा था, घर्षण भी बड़ा था, और अदिश क्षेत्र बहुत धीरे-धीरे कम हुआ। इसलिए, हबल स्थिरांक, जो अदिश क्षेत्र का एक कार्य है, लंबे समय तक लगभग अपरिवर्तित रहा। धीरे-धीरे बदलते हबल स्थिरांक के साथ आइंस्टीन समीकरण का समाधान एक घातीय रूप से तेजी से विस्तार करने वाले ब्रह्मांड का वर्णन करता है।

ब्रह्मांड के तेजी से विस्तार के इस चरण को मुद्रास्फीति कहा जाता है।

यह व्यवस्था सामान्य पदार्थ से भरे ब्रह्मांड के सामान्य विस्तार से किस प्रकार भिन्न है? मान लीजिए कि धूल से भरे ब्रह्मांड का 2 गुना विस्तार हुआ है। फिर इसका आयतन 8 गुना बढ़ गया। इसका मतलब है कि 1 सेमी 3 में 8 गुना कम धूल होती है। यदि हम ऐसे ब्रह्मांड के लिए आइंस्टीन के समीकरण को हल करते हैं, तो यह पता चलता है कि बिग बैंग के बाद पदार्थ का घनत्व तेजी से गिर गया, और ब्रह्मांड के विस्तार की दर में तेजी से कमी आई।

एक अदिश क्षेत्र के लिए भी यही सच होगा। लेकिन जब तक मैदान बहुत बड़ा रहा, उसने खुद को सहारा दिया, जैसे बैरन मुनचौसेन ने अपनी बेनी से खुद को दलदल से बाहर निकाला। यह घर्षण बल के कारण संभव हुआ, जो उच्च क्षेत्र मूल्यों पर महत्वपूर्ण था। एक नए प्रकार के सिद्धांतों के अनुसार, ब्रह्मांड का तेजी से विस्तार हुआ, और क्षेत्र लगभग अपरिवर्तित रहा; तदनुसार, ऊर्जा घनत्व भी नहीं बदला। तो विस्तार घातीय था।

धीरे-धीरे, क्षेत्र कम हो गया, हबल स्थिरांक भी कम हो गया, घर्षण छोटा हो गया, और क्षेत्र प्राथमिक कणों को उत्पन्न करते हुए दोलन करने लगा। ये कण आपस में टकराए, ऊर्जा का आदान-प्रदान किया और धीरे-धीरे थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में आ गए। नतीजतन, ब्रह्मांड गर्म हो गया।

ऐसा हुआ करता था कि ब्रह्मांड शुरू से ही गर्म था। यह निष्कर्ष माइक्रोवेव विकिरण का अध्ययन करके प्राप्त किया गया था, जिसे बिग बैंग और उसके बाद के शीतलन के परिणाम के रूप में व्याख्या किया गया था। तब वे सोचने लगे कि पहले ब्रह्मांड गर्म था, फिर मुद्रास्फीति हुई और इसके बाद ब्रह्मांड फिर से गर्म हो गया। हालांकि, अराजक मुद्रास्फीति के सिद्धांत में, पहला गर्म चरण अनावश्यक निकला। लेकिन हमें मुद्रास्फीति के चरण की आवश्यकता क्यों है, अगर इस चरण के अंत में ब्रह्मांड वैसे भी गर्म हो गया, जैसा कि पुराने बिग बैंग सिद्धांत में था?

घातीय विस्तार

ब्रह्मांड के तीन सरल मॉडल हैं: सपाट, खुला और बंद। एक सपाट ब्रह्मांड एक सपाट मेज की सतह की तरह है; ऐसे ब्रह्मांड में समानांतर रेखाएं हमेशा समानांतर रहती हैं। खुला ब्रह्मांड एक हाइपरबोलाइड की सतह के समान है, और बंद ब्रह्मांड एक गेंद की सतह के समान है। ऐसे ब्रह्मांड में समानांतर रेखाएं इसके उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों पर प्रतिच्छेद करती हैं।

आइए मान लें कि हम एक बंद ब्रह्मांड में रहते हैं, जो पहले एक गेंद के रूप में छोटा था। बिग बैंग सिद्धांत के अनुसार, यह एक सभ्य आकार में बढ़ गया, लेकिन फिर भी अपेक्षाकृत छोटा रहा। और स्फीतिकारी सिद्धांत के अनुसार, एक बहुत ही घातीय विस्फोट के परिणामस्वरूप एक छोटी सी गेंद थोडा समयविशाल हो गया। इस पर होने के कारण प्रेक्षक को एक सपाट सतह दिखाई देगी।

हिमालय की कल्पना करें, जहां कई अलग-अलग सीढ़ियां, दरारें, रसातल, खोखले, बोल्डर, यानी विषमताएं हैं। लेकिन अचानक, किसी ने या किसी चीज़ ने बिल्कुल अविश्वसनीय तरीके से पहाड़ों को विशाल अनुपात में बढ़ा दिया, या हम एलिस इन वंडरलैंड की तरह सिकुड़ गए। फिर, एवरेस्ट की चोटी पर होने के नाते, हम देखेंगे कि यह पूरी तरह से सपाट है - इसे बढ़ाया गया है, जैसा कि था, और असमानताओं का कोई महत्व नहीं रह गया है। पहाड़ बने हुए हैं, लेकिन कम से कम एक मीटर चढ़ने के लिए, आपको अविश्वसनीय रूप से दूर जाने की जरूरत है। इस प्रकार, एकरूपता की समस्या को हल किया जा सकता है। यह यह भी बताता है कि ब्रह्मांड सपाट क्यों है, समानांतर रेखाएं प्रतिच्छेद क्यों नहीं करती हैं, और मोनोपोल क्यों मौजूद नहीं हैं। समानांतर रेखाएं पार हो सकती हैं और मोनोपोल मौजूद हो सकते हैं, लेकिन केवल इतनी दूर कि हम इसे देख नहीं सकते।

आकाशगंगाओं का उदय

छोटा ब्रह्मांड विशाल हो गया, और सब कुछ सजातीय हो गया। लेकिन आकाशगंगाओं का क्या? यह पता चला कि ब्रह्मांड के घातीय विस्तार के दौरान, छोटे क्वांटम उतार-चढ़ाव जो हमेशा मौजूद रहते हैं, यहां तक ​​​​कि खाली जगह, क्वांटम यांत्रिक अनिश्चितता सिद्धांत के कारण, विशाल आकार तक फैला और आकाशगंगाओं में बदल गया। मुद्रास्फीति सिद्धांत के अनुसार, आकाशगंगाएं क्वांटम उतार-चढ़ाव में वृद्धि का परिणाम हैं, यानी बढ़ी हुई और जमी हुई क्वांटम शोर।

पहली बार इस अद्भुत संभावना को FIAN के शोधकर्ताओं व्याचेस्लाव फेडोरोविच मुखानोव और गेनाडी वासिलिविच चिबिसोव ने 1979 में स्टारोबिंस्की द्वारा प्रस्तावित मॉडल पर आधारित एक पेपर में बताया था। इसके तुरंत बाद, नए मुद्रास्फीति परिदृश्य और अराजक मुद्रास्फीति के सिद्धांत में एक समान तंत्र की खोज की गई।

बिंदीदार आकाश

क्वांटम उतार-चढ़ाव के कारण न केवल आकाशगंगाओं का जन्म हुआ, बल्कि लगभग 2.7 K के तापमान के साथ ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण की अनिसोट्रॉपी की उपस्थिति भी हुई, जो हमारे पास आती है दूर के क्षेत्रब्रह्मांड।

आधुनिक प्रौद्योगिकियां वैज्ञानिकों को अवशेष विकिरण का अध्ययन करने में मदद करती हैं। कृत्रिम उपग्रहधरती। WMAP अंतरिक्ष जांच का उपयोग करके सबसे मूल्यवान डेटा प्राप्त किया गया था ( विल्किंसन माइक्रोवेव अनिसोट्रॉपी जांच), एस्ट्रोफिजिसिस्ट डेविड विल्किंसन के नाम पर ( डेविड विल्किंसन) इसके उपकरणों का रेजोल्यूशन इसके पूर्ववर्ती की तुलना में 30 गुना अधिक है - अंतरिक्ष यानसीओबीई।

आकाश का तापमान पहले हर जगह 2.7 K माना जाता था, लेकिन WMAP इसे उच्च कोणीय संकल्प के साथ 10–5 K के भीतर मापने में सक्षम था। पहले 3 वर्षों के अवलोकन के लिए प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, आकाश अमानवीय निकला: कहीं गर्म, तो कहीं ठंडा। मुद्रास्फीति सिद्धांत के सबसे सरल मॉडल ने आकाश में लहरों की भविष्यवाणी की। लेकिन जब तक दूरबीनों ने अपनी स्पॉटिंग तय नहीं की, तब तक केवल तीन डिग्री विकिरण देखा गया, जो एक गर्म ब्रह्मांड के सिद्धांत की सबसे शक्तिशाली पुष्टि के रूप में कार्य करता था। अब यह पता चला कि एक गर्म ब्रह्मांड का सिद्धांत पर्याप्त नहीं है।

सूजे हुए क्वांटम उतार-चढ़ाव की तस्वीरें प्राप्त करना संभव था, जो ब्रह्मांड के जन्म के 10-30 सेकंड बाद दिखाई दिए और आज तक जीवित हैं। शोधकर्ताओं ने न केवल आकाश की चंचलता का पता लगाया, बल्कि धब्बों के स्पेक्ट्रम का भी अध्ययन किया, यानी विभिन्न कोणीय दिशाओं में संकेत की तीव्रता।

WMAP का उपयोग करके किए गए विकिरण के ध्रुवीकरण के उच्च-सटीक माप के परिणामों ने ब्रह्मांड के विस्तार के सिद्धांत की पुष्टि की और यह स्थापित करना संभव बना दिया कि पहले सितारों के कारण अंतरिक्ष गैस का आयनीकरण कब हुआ था। उपग्रह से प्राप्त जानकारी ने मुद्रास्फीति सिद्धांत की स्थिति की पुष्टि की कि हम एक बड़े सपाट ब्रह्मांड में रहते हैं।

आकृति में, लाल रेखा मुद्रास्फीति सिद्धांत भविष्यवाणी दिखाती है, और काले बिंदु WMAP प्रयोगात्मक डेटा के अनुरूप होते हैं। यदि ब्रह्मांड समतल नहीं होता, तो ग्राफ का शिखर दाईं ओर या बाईं ओर होता।

शाश्वत और अंतहीन

आइए फिर से एक अदिश क्षेत्र की सरलतम विभव को दर्शाने वाली आकृति को देखें (ऊपर देखें)। ऐसे क्षेत्र में जहां अदिश क्षेत्र छोटा होता है, यह दोलन करता है और ब्रह्मांड का विस्तार तेजी से नहीं होता है। ऐसे क्षेत्र में जहां क्षेत्र काफी मजबूत होता है, वह धीरे-धीरे गिर जाता है, और उस पर छोटे-छोटे उतार-चढ़ाव दिखाई देते हैं। इस समय, एक घातीय विस्तार होता है और मुद्रास्फीति की प्रक्रिया होती है। यदि अदिश क्षेत्र और भी बड़ा होता (ग्राफ पर नीले रंग में चिह्नित), तो यह भारी घर्षण के कारण शायद ही कम होता, क्वांटम उतार-चढ़ाव बहुत बड़ा होता, और ब्रह्मांड भग्न हो सकता था।

कल्पना कीजिए कि ब्रह्मांड तेजी से विस्तार कर रहा है, और किसी बिंदु पर स्केलर क्षेत्र, न्यूनतम ऊर्जा तक लुढ़कने के बजाय, क्वांटम उतार-चढ़ाव (ऊपर देखें) के कारण कूद जाता है। जहां क्षेत्र कूद गया, ब्रह्मांड तेजी से तेजी से विस्तार कर रहा है। एक निचले क्षेत्र के कूदने की संभावना नहीं है, लेकिन यह जितना अधिक होगा, घटनाओं के इस तरह के विकास की संभावना उतनी ही अधिक होगी, और इसलिए एक घातीय रूप से बड़ी मात्रा में। नया क्षेत्र. इन समतल क्षेत्रों में से प्रत्येक में, क्षेत्र भी ऊपर कूद सकता है, जिससे ब्रह्मांड के नए तेजी से बढ़ते भागों का निर्माण होता है। इसके परिणामस्वरूप, हमारी दुनिया एक बढ़ती हुई विशाल गेंद की तरह दिखने के बजाय, ऐसी कई गेंदों से मिलकर एक सदाबहार पेड़ बन जाती है।

मुद्रास्फीति सिद्धांत हमें ब्रह्मांड के देखने योग्य हिस्से की एकरूपता के लिए वर्तमान में ज्ञात एकमात्र स्पष्टीकरण देता है। विरोधाभासी रूप से, वही सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि, बहुत बड़े पैमाने पर, हमारा ब्रह्मांड बिल्कुल अमानवीय है और एक विशाल भग्न जैसा दिखता है।

यह आंकड़ा योजनाबद्ध रूप से दिखाता है कि कैसे ब्रह्मांड का एक फुलाता क्षेत्र अपने अधिक से अधिक भागों को उत्पन्न करता है। इस अर्थ में, यह शाश्वत और आत्म-पुनर्जीवित हो जाता है।

अंतरिक्ष-समय के गुण और प्राथमिक कणों की परस्पर क्रिया के नियम अलग - अलग क्षेत्रब्रह्मांड भिन्न हो सकता है, साथ ही अंतरिक्ष के आयाम और निर्वात के प्रकार भी हो सकते हैं।

यह तथ्य अधिक विस्तृत स्पष्टीकरण के योग्य है। न्यूनतम एक संभावित ऊर्जा के साथ सरलतम सिद्धांत के अनुसार, अदिश क्षेत्र इस न्यूनतम तक लुढ़क जाता है। हालांकि, अधिक यथार्थवादी संस्करण विभिन्न भौतिकी के साथ कई चढ़ावों की अनुमति देते हैं, जो पानी के समान है जो इसमें पाया जा सकता है विभिन्न राज्य: तरल, गैसीय और ठोस। ब्रह्मांड के अलग-अलग हिस्से भी अलग-अलग हो सकते हैं चरण राज्य; यह क्वांटम उतार-चढ़ाव के बिना भी मुद्रास्फीति के सिद्धांत में संभव है।

क्वांटम उतार-चढ़ाव के अध्ययन के आधार पर अगला कदम, स्व-उपचार ब्रह्मांड का सिद्धांत है। यह सिद्धांत सूजन वाले क्षेत्रों को लगातार बनाने की प्रक्रिया को ध्यान में रखता है और तेज़ी से छलांग मारनाएक निर्वात अवस्था से दूसरी स्थिति में, विभिन्न संभावनाओं और आयामों के माध्यम से छँटाई।

इस प्रकार ब्रह्मांड शाश्वत, अनंत और विविध हो जाता है। पूरा ब्रह्मांड कभी नहीं टूटेगा। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि एकवचन नहीं हैं। इसके विपरीत, ब्रह्मांड के भौतिक आयतन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हमेशा एकवचन के करीब की स्थिति में होता है। लेकिन चूंकि अलग-अलग खंड अलग-अलग समय पर इसे पास करते हैं, इसलिए अंतरिक्ष-समय का एक भी अंत नहीं होता है, जिसके बाद सभी क्षेत्र गायब हो जाते हैं। और फिर समय और स्थान में दुनिया की बहुलता का सवाल पूरी तरह से अलग अर्थ लेता है: ब्रह्मांड अपने सभी संभावित राज्यों में अंतहीन रूप से पुन: उत्पन्न कर सकता है।

यह दावा, जो 1986 में लिंडे के काम पर आधारित था, ने कुछ साल पहले एक नया अर्थ लिया जब स्ट्रिंग सिद्धांतकारों (सभी मौलिक ताकतों के सिद्धांत के लिए अग्रणी उम्मीदवार) ने निष्कर्ष निकाला कि इस सिद्धांत में 10 100 -10 1000 संभव हैं। राज्यों। अल्ट्रा-छोटी दूरी पर दुनिया की संभावित संरचना की असाधारण विविधता के कारण ये राज्य भिन्न हैं।

एक स्व-उपचार मुद्रास्फीति ब्रह्मांड के सिद्धांत के साथ, इसका मतलब है कि मुद्रास्फीति के दौरान ब्रह्मांड अविश्वसनीय रूप से बड़ी संख्या के साथ असीम रूप से कई हिस्सों में टूट जाता है विभिन्न गुण. ब्रह्मांड विज्ञानी इस परिदृश्य को शाश्वत स्फीतिकारी बहुविविध सिद्धांत कहते हैं ( मल्टीवर्स), और स्ट्रिंग सिद्धांतवादी इसे स्ट्रिंग लैंडस्केप कहते हैं।

25 साल पहले, मुद्रास्फीतिकारी ब्रह्मांड विज्ञान बीच में कुछ ऐसा दिखता था भौतिक सिद्धांतऔर कल्पित विज्ञान. समय के साथ, इस सिद्धांत की कई भविष्यवाणियों का परीक्षण किया गया है, और इसने धीरे-धीरे एक मानक ब्रह्माण्ड संबंधी प्रतिमान की विशेषताएं हासिल कर ली हैं। लेकिन अभी शांत होना जल्दबाजी होगी। यह सिद्धांत लगातार विकसित हो रहा है और तेजी से बदल रहा है। प्राथमिक कण सिद्धांत और स्ट्रिंग सिद्धांत के यथार्थवादी संस्करणों के आधार पर मुद्रास्फीतिकारी ब्रह्मांड विज्ञान मॉडल का विकास मुख्य समस्या है। यह मुद्दा एक अलग रिपोर्ट का विषय हो सकता है।

बिग बैंग थ्योरी के बारे में जानने के बाद मैंने खुद से सवाल किया कि यह विस्फोट कहां से आया?
अपने सभी ज्ञात और अभी तक अज्ञात गुणों के साथ ब्रह्मांड की उत्पत्ति का प्रश्न अनादि काल से मनुष्य के लिए चिंता का विषय रहा है। लेकिन केवल बीसवीं शताब्दी में, ब्रह्माण्ड संबंधी विस्तार की खोज के बाद, ब्रह्मांड के विकास का प्रश्न धीरे-धीरे स्पष्ट होने लगा। हाल के वैज्ञानिक आंकड़ों ने यह निष्कर्ष निकाला है कि हमारे ब्रह्मांड का जन्म 15 मिलियन वर्ष पहले बिग बैंग के परिणामस्वरूप हुआ था। लेकिन उस समय वास्तव में क्या विस्फोट हुआ और वास्तव में, बिग बैंग से पहले क्या मौजूद था, यह अभी भी एक रहस्य बना हुआ है। 20 वीं शताब्दी में निर्मित हमारी दुनिया की उपस्थिति के मुद्रास्फीति सिद्धांत ने इन मुद्दों को हल करने में महत्वपूर्ण प्रगति करना संभव बना दिया, ब्रह्मांड के पहले क्षणों की सामान्य तस्वीर आज पहले से ही अच्छी तरह से खींची गई है, हालांकि कई समस्याएं अभी भी प्रतीक्षा कर रही हैं पंखों में।
पिछली शताब्दी की शुरुआत तक, हमारे ब्रह्मांड की उत्पत्ति पर केवल दो विचार थे। वैज्ञानिकों का मानना ​​​​था कि यह शाश्वत और अपरिवर्तनीय है, और धर्मशास्त्रियों ने कहा कि दुनिया बनाई गई थी और इसका अंत होगा। बीसवीं शताब्दी, पिछली सहस्राब्दियों में जो कुछ भी बनाया गया था, उसे नष्ट करने के बाद, अतीत के वैज्ञानिकों के दिमाग में आने वाले अधिकांश सवालों के जवाब खुद देने में कामयाब रहे। और शायद इनमें से एक सबसे बड़ी उपलब्धियांपिछली शताब्दी में इस प्रश्न का स्पष्टीकरण है कि हम जिस ब्रह्मांड में रहते हैं, उसका उदय कैसे हुआ और इसके भविष्य के बारे में क्या परिकल्पनाएँ मौजूद हैं। एक साधारण खगोलीय तथ्य - हमारे ब्रह्मांड के विस्तार - ने सभी ब्रह्मांड संबंधी अवधारणाओं और विकास के पूर्ण संशोधन का नेतृत्व किया है नई भौतिकी- उभरती और लुप्त होती दुनिया की भौतिकी। सिर्फ 70 साल पहले, एडविन हबल ने पता लगाया था कि अधिक दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश निकट वाले प्रकाश की तुलना में "लाल" होता है। इसके अलावा, मंदी की गति पृथ्वी से दूरी (हबल के विस्तार कानून) के समानुपाती निकली। यह डॉपलर प्रभाव (प्रकाश स्रोत की गति पर प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की निर्भरता) के लिए धन्यवाद की खोज की गई थी। चूंकि अधिक दूर की आकाशगंगाएं अधिक "लाल" दिखाई देती हैं, इसलिए यह माना गया कि वे तेज गति से दूर जा रही हैं। वैसे, यह तारे और यहां तक ​​कि अलग-अलग आकाशगंगाएं नहीं हैं जो बिखरती हैं, बल्कि आकाशगंगाओं के समूह हैं। निकटतम तारे और आकाशगंगाएँ गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा एक दूसरे से जुड़े हुए हैं और स्थिर संरचनाएँ बनाते हैं। इसके अलावा, आप जिस भी दिशा में देखते हैं, आकाशगंगाओं के समूह पृथ्वी से उसी गति से बिखरते हैं, और ऐसा लग सकता है कि हमारी आकाशगंगा ब्रह्मांड का केंद्र है, लेकिन ऐसा नहीं है। प्रेक्षक जहां भी होगा, उसे हर जगह एक ही तस्वीर दिखाई देगी - सभी आकाशगंगाएं उससे दूर भाग रही हैं। लेकिन पदार्थ के इस तरह के विस्तार की शुरुआत होनी चाहिए। इसका मतलब है कि सभी आकाशगंगाओं का जन्म एक ही बिंदु पर हुआ होगा। गणना से पता चलता है कि यह लगभग 15 अरब साल पहले हुआ था। इस तरह के विस्फोट के समय, तापमान बहुत अधिक था, और बहुत अधिक प्रकाश क्वांटा दिखाई देना चाहिए था। बेशक, समय के साथ सब कुछ ठंडा हो जाता है, और क्वांटा उभरते हुए स्थान पर बिखर जाता है, लेकिन बिग बैंग की गूँज आज तक बची रहनी चाहिए थी। विस्फोट के तथ्य की पहली पुष्टि 1964 में हुई, जब अमेरिकी रेडियो खगोलविदों आर। विल्सन और ए। पेनज़ियास ने लगभग 3 डिग्री केल्विन (-270 डिग्री सेल्सियस) के तापमान के साथ अवशेष विद्युत चुम्बकीय विकिरण की खोज की। यह वह खोज थी, जो वैज्ञानिकों के लिए अप्रत्याशित थी, जिसने उन्हें आश्वस्त किया कि बिग बैंग वास्तव में हुआ था और यह कि ब्रह्मांड पहले बहुत गर्म था। बिग बैंग सिद्धांत ने ब्रह्मांड विज्ञान के सामने आने वाली कई समस्याओं को समझाने में मदद की है। लेकिन, दुर्भाग्य से, या शायद सौभाग्य से, इसने कई नए प्रश्न भी खड़े किए। विशेष रूप से: बिग बैंग से पहले क्या हुआ था? हमारे अंतरिक्ष में शून्य वक्रता क्यों है और यूक्लिड की ज्यामिति, जिसका अध्ययन स्कूल में किया जाता है, सही क्यों है? यदि बिग बैंग थ्योरी सही है, तो हमारे ब्रह्मांड का वर्तमान आकार सिद्धांत द्वारा अनुमानित 1 सेंटीमीटर से इतना बड़ा क्यों है? ब्रह्मांड आश्चर्यजनक रूप से सजातीय क्यों है, जबकि किसी भी विस्फोट में पदार्थ अलग-अलग दिशाओं में बेहद असमान रूप से बिखरता है? 10 13 K से अधिक के अकल्पनीय तापमान के लिए ब्रह्मांड के प्रारंभिक ताप का क्या कारण था?
यह सब इंगित करता है कि बिग बैंग सिद्धांत अधूरा था। लंबे समय तकऐसा लग रहा था कि आगे जाना असंभव था। केवल एक चौथाई सदी पहले, रूसी भौतिकविदों ई। ग्लिनर और ए। स्टारोबिंस्की के साथ-साथ अमेरिकी ए। गस के काम के लिए धन्यवाद, एक नई घटना का वर्णन किया गया था - ब्रह्मांड का सुपरफास्ट मुद्रास्फीति विस्तार। इस घटना का विवरण अच्छी तरह से अध्ययन किए गए वर्गों पर आधारित है सैद्धांतिक भौतिकी- आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत और क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत। आज यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि "मुद्रास्फीति" नामक यह अवधि बिग बैंग से पहले की थी।
सार का एक विचार देने की कोशिश करते समय प्रारम्भिक कालब्रह्मांड के जीवन को इतनी छोटी और सुपर-बड़ी संख्याओं के साथ संचालित करना है कि हमारी कल्पना शायद ही उन्हें समझती है। आइए मुद्रास्फीति की प्रक्रिया के सार को समझने के लिए कुछ सादृश्य का उपयोग करने का प्रयास करें।
एक बर्फ से ढके पहाड़ी ढलान की कल्पना करें जो विषम छोटी वस्तुओं - कंकड़, शाखाओं और बर्फ के टुकड़ों से घिरा हो। इस ढलान के ऊपर किसी ने एक छोटा सा स्नोबॉल बनाया और उसे पहाड़ पर लुढ़कने दिया। नीचे जाने पर, स्नोबॉल आकार में बढ़ जाता है, क्योंकि सभी समावेशन के साथ बर्फ की नई परतें उसमें चिपक जाती हैं। और थान बड़ा आकारस्नोबॉल, यह तेजी से बढ़ेगा। बहुत जल्द, एक छोटे से स्नोबॉल से, यह एक विशाल गांठ में बदल जाएगा। यदि ढलान रसातल में समाप्त हो जाता है, तो वह लगातार बढ़ती गति के साथ उसमें उड़ जाएगा। तल पर पहुंचने के बाद, गांठ रसातल के तल से टकराएगी और उसके घटक सभी दिशाओं में बिखर जाएंगे (वैसे, गांठ की गतिज ऊर्जा का एक हिस्सा पर्यावरण और उड़ने वाली बर्फ को गर्म करने के लिए जाएगा)।
आइए अब उपरोक्त सादृश्य का उपयोग करते हुए सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों का वर्णन करें। सबसे पहले, भौतिकविदों को एक काल्पनिक क्षेत्र का परिचय देना था, जिसे "इनफ्लैटन" ("मुद्रास्फीति" शब्द से) कहा जाता था। इस क्षेत्र ने पूरे स्थान को भर दिया (हमारे मामले में, ढलान पर बर्फ)। यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के कारण, इसमें लग गया विभिन्न अर्थमनमाने स्थानिक क्षेत्रों में और समय के विभिन्न बिंदुओं पर। 10 -33 सेमी से अधिक के आकार के साथ इस क्षेत्र का एक सजातीय विन्यास गलती से बनने तक कुछ भी महत्वपूर्ण नहीं हुआ। ब्रह्मांड के लिए हम देखते हैं, इसके जीवन के पहले क्षणों में, जाहिरा तौर पर, इसका आकार 10 -27 सेमी था। यह माना जाता है कि ऐसे पैमानों पर आज हमें ज्ञात भौतिकी के बुनियादी नियम पहले से ही मान्य हैं, इसलिए यह है सिस्टम के आगे के व्यवहार की भविष्यवाणी करना संभव है। यह पता चला है कि इसके तुरंत बाद, स्थानिक क्षेत्र में उतार-चढ़ाव का कब्जा है (लैटिन उतार-चढ़ाव से - "उतार-चढ़ाव", यादृच्छिक विचलनउनके औसत मूल्यों से भौतिक मात्राओं का अवलोकन किया जाता है), आकार में बहुत तेजी से बढ़ना शुरू हो जाता है, और इनफ्लैटन क्षेत्र एक ऐसी स्थिति ले लेता है जिसमें इसकी ऊर्जा न्यूनतम होती है (स्नोबॉल लुढ़कता है)। ऐसा विस्तार केवल 10 -35 सेकंड तक रहता है, लेकिन ब्रह्मांड के व्यास को कम से कम 1027 गुना बढ़ाने के लिए यह समय पर्याप्त है और मुद्रास्फीति की अवधि के अंत तक हमारे ब्रह्मांड ने लगभग 1 सेमी का आकार प्राप्त कर लिया है। मुद्रास्फीति समाप्त होने पर मुद्रास्फीति समाप्त हो जाती है inflaton क्षेत्र न्यूनतम ऊर्जा तक पहुँच जाता है - गिरने के लिए और कहीं नहीं है। इस मामले में, संचित गतिज ऊर्जा पैदा होने और फैलने वाले कणों की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, दूसरे शब्दों में, ब्रह्मांड का ताप होता है। यही वह क्षण है जिसे आज बिग बैंग कहा जाता है।
ऊपर वर्णित पर्वत में एक बहुत ही जटिल राहत हो सकती है - कई अलग-अलग चढ़ाव, नीचे की घाटियाँ और सभी प्रकार की पहाड़ियाँ और धक्कों। स्नोबॉल (भविष्य के ब्रह्मांड) लगातार क्षेत्र के उतार-चढ़ाव के कारण पहाड़ की चोटी पर पैदा होते हैं। प्रत्येक गांठ किसी भी मिनीमा में स्लाइड कर सकती है, इस प्रकार विशिष्ट मापदंडों के साथ अपने स्वयं के ब्रह्मांड को जन्म देती है। इसके अलावा, ब्रह्मांड एक दूसरे से काफी भिन्न हो सकते हैं। हमारे ब्रह्मांड के गुण आश्चर्यजनकको जन्म देने के लिए अनुकूलित बुद्धिमान जीवन. अन्य ब्रह्मांड शायद उतने भाग्यशाली नहीं रहे होंगे।
एक बार फिर, मैं इस बात पर जोर देना चाहूंगा कि ब्रह्मांड के जन्म की वर्णित प्रक्रिया "व्यावहारिक रूप से कुछ भी नहीं" सख्ती से वैज्ञानिक गणनाओं पर आधारित है। फिर भी, कोई भी व्यक्ति जो पहले ऊपर वर्णित मुद्रास्फीति तंत्र से परिचित होता है, उसके कई प्रश्न होते हैं।
छिपे हुए द्रव्यमान का उल्लेख नहीं करने के लिए आज, हमारा ब्रह्मांड बड़ी संख्या में सितारों से बना है। और ऐसा लग सकता है कि ब्रह्मांड की कुल ऊर्जा और द्रव्यमान बहुत बड़ा है। और यह पूरी तरह से समझ से बाहर है कि यह सब 10-99 सेमी 3 की प्रारंभिक मात्रा में कैसे फिट हो सकता है। हालाँकि, ब्रह्मांड में न केवल पदार्थ है, बल्कि एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र भी है। यह ज्ञात है कि उत्तरार्द्ध की ऊर्जा नकारात्मक है और, जैसा कि यह निकला, हमारे ब्रह्मांड में, गुरुत्वाकर्षण की ऊर्जा कणों, ग्रहों, सितारों और अन्य विशाल वस्तुओं में निहित ऊर्जा की बिल्कुल भरपाई करती है। इस प्रकार, ऊर्जा संरक्षण का नियम पूरी तरह से पूरा हो गया है, और हमारे ब्रह्मांड की कुल ऊर्जा और द्रव्यमान व्यावहारिक रूप से शून्य के बराबर है। यह वह परिस्थिति है जो आंशिक रूप से बताती है कि नवजात ब्रह्मांड अपनी उपस्थिति के तुरंत बाद एक विशाल ब्लैक होल में क्यों नहीं बदल गया। इसका कुल द्रव्यमान पूरी तरह से सूक्ष्म था, और पहले तो पतन के लिए कुछ भी नहीं था। और विकास के बाद के चरणों में ही पदार्थ के स्थानीय झुरमुट दिखाई दिए, जो अपने पास ऐसे गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाने में सक्षम थे, जिनसे प्रकाश भी नहीं बच सकता। तदनुसार, वे कण जिनसे तारे "बना" हैं आरंभिक चरणविकास बस मौजूद नहीं था। ब्रह्मांड के विकास की उस अवधि में प्राथमिक कणों का जन्म होना शुरू हुआ, जब इन्फ्लैटन क्षेत्र न्यूनतम संभावित ऊर्जा तक पहुंच गया और बिग बैंग शुरू हुआ।
इनफ्लैटन क्षेत्र के कब्जे वाले क्षेत्र में प्रकाश की गति से बहुत अधिक गति से वृद्धि हुई है, लेकिन यह आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत का कम से कम खंडन नहीं करता है। प्रकाश से तेज़केवल भौतिक शरीर गति नहीं कर सकते, और इस मामले मेंउस क्षेत्र की काल्पनिक, गैर-भौतिक सीमा जहां ब्रह्मांड का जन्म हुआ था (एक उदाहरण .) सुपरल्यूमिनल मोशनचंद्रमा की सतह पर एक प्रकाश स्थान की गति है जो इसे प्रकाशित करने वाले लेजर के तेजी से घूमने के दौरान होती है)।
इसके अलावा, पर्यावरण ने अंतरिक्ष के क्षेत्र के विस्तार का बिल्कुल भी विरोध नहीं किया, जो कि तेजी से बढ़ते इनफ्लैटन क्षेत्र से आच्छादित था, क्योंकि यह उभरती हुई दुनिया के लिए मौजूद नहीं था। सामान्य सिद्धांतसापेक्षता बताती है कि एक पर्यवेक्षक जो भौतिक चित्र देखता है वह इस बात पर निर्भर करता है कि वह कहाँ है और वह कैसे चलता है। तो, ऊपर वर्णित तस्वीर इस क्षेत्र के अंदर स्थित "पर्यवेक्षक" के लिए मान्य है। इसके अलावा, यह पर्यवेक्षक कभी नहीं जान पाएगा कि अंतरिक्ष के उस क्षेत्र के बाहर क्या हो रहा है जहां वह है। एक और "पर्यवेक्षक", इस क्षेत्र को बाहर से देखने पर, कोई विस्तार नहीं मिलेगा। पर सबसे अच्छा मामलावह केवल एक छोटी सी चिंगारी देखेगा, जो उसकी घड़ी के अनुसार, लगभग तुरंत गायब हो जाएगी। यहां तक ​​​​कि सबसे परिष्कृत कल्पना भी ऐसी तस्वीर को देखने से इनकार करती है। और फिर भी यह सच प्रतीत होता है। कम से कम, आधुनिक वैज्ञानिक यही सोचते हैं, प्रकृति के पहले से खोजे गए नियमों में विश्वास आकर्षित करते हैं, जिनकी शुद्धता को बार-बार सत्यापित किया गया है।
यह कहा जाना चाहिए कि यह इनफ्लैटन क्षेत्र अभी भी मौजूद है और इसमें उतार-चढ़ाव है। लेकिन केवल हम, आंतरिक पर्यवेक्षक, यह देखने में सक्षम नहीं हैं - आखिरकार, हमारे लिए, एक छोटा सा क्षेत्र एक विशाल ब्रह्मांड में बदल गया है, जिसकी सीमा तक प्रकाश भी नहीं पहुंच सकता है।
इसलिए, मुद्रास्फीति की समाप्ति के तुरंत बाद, एक काल्पनिक आंतरिक पर्यवेक्षक ब्रह्मांड को भौतिक कणों और फोटॉनों के रूप में ऊर्जा से भरा हुआ देखेगा। यदि एक आंतरिक प्रेक्षक द्वारा मापी जा सकने वाली सभी ऊर्जा को कणों के द्रव्यमान में परिवर्तित कर दिया जाए, तो हमें लगभग 10 80 किग्रा प्राप्त होगा। समग्र विस्तार के कारण कणों के बीच की दूरियां तेजी से बढ़ती हैं। कणों के बीच आकर्षण के गुरुत्वाकर्षण बल उनकी गति को कम कर देते हैं, इसलिए मुद्रास्फीति की अवधि समाप्त होने के बाद ब्रह्मांड का विस्तार धीरे-धीरे धीमा हो जाता है।
जन्म के तुरंत बाद, ब्रह्मांड बढ़ता और ठंडा होता रहा। उसी समय, अंतरिक्ष के सामान्य विस्तार के कारण, अन्य बातों के अलावा, शीतलन हुआ। विद्युत चुम्बकीय विकिरणएक तरंग दैर्ध्य द्वारा विशेषता जिसे तापमान से जोड़ा जा सकता है - अधिक औसत लंबाईविकिरण तरंगें, कम तापमान. लेकिन अगर अंतरिक्ष का विस्तार होता है, तो लहर के दो "कूबड़" के बीच की दूरी बढ़ जाएगी, और, परिणामस्वरूप, इसकी लंबाई। इसका मतलब है कि अंतरिक्ष के विस्तार में, विकिरण तापमान भी कम होना चाहिए। जो दृढ़ता से पुष्टि करता है हल्का तापमानआधुनिक अवशेष विकिरण।
जैसे-जैसे यह फैलता है, हमारी दुनिया को भरने वाले पदार्थ की संरचना भी बदलती है। क्वार्क प्रोटॉन और न्यूट्रॉन में एकजुट होते हैं, और ब्रह्मांड हमारे लिए पहले से ही परिचित है प्राथमिक कण- प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉन, न्यूट्रिनो और फोटॉन। एंटीपार्टिकल्स भी हैं। कणों और प्रतिकणों के गुण लगभग समान होते हैं। ऐसा लगता है कि मुद्रास्फीति के तुरंत बाद उनकी संख्या समान होनी चाहिए। लेकिन तब सभी कण और एंटीपार्टिकल्स परस्पर नष्ट हो जाएंगे और आकाशगंगाओं और हमारे लिए कोई निर्माण सामग्री नहीं होगी। और यहाँ हम फिर से भाग्यशाली हैं। प्रकृति ने सुनिश्चित किया कि एंटीपार्टिकल्स की तुलना में कुछ अधिक कण हों। यह इसके लिए धन्यवाद है थोड़ा अंतरऔर हमारी दुनिया मौजूद है। और अवशेष विकिरण केवल कणों और प्रतिकणों के विनाश (अर्थात पारस्परिक विनाश) का परिणाम है। बेशक, प्रारंभिक अवस्था में, विकिरण की ऊर्जा बहुत अधिक थी, लेकिन अंतरिक्ष के विस्तार और, परिणामस्वरूप, विकिरण के ठंडा होने के कारण, यह ऊर्जा जल्दी से कम हो गई। अब अवशेष विकिरण की ऊर्जा बड़े पैमाने पर प्राथमिक कणों में निहित ऊर्जा से लगभग दस हजार गुना (104 गुना) कम है।
धीरे-धीरे ब्रह्मांड का तापमान गिरकर 1010 K हो गया। इस समय तक ब्रह्मांड की आयु लगभग 1 मिनट थी। केवल अब प्रोटॉन और न्यूट्रॉन ड्यूटेरियम, ट्रिटियम और हीलियम के नाभिक में संयोजित होने में सक्षम हैं। यह परमाणु प्रतिक्रियाओं के कारण था, जिसका लोग पहले से ही अच्छी तरह से अध्ययन कर चुके हैं, थर्मोन्यूक्लियर बम विस्फोट कर रहे हैं और पृथ्वी पर परमाणु रिएक्टरों का संचालन कर रहे हैं। इसलिए, कोई भी आत्मविश्वास से भविष्यवाणी कर सकता है कि ऐसे परमाणु ढेर में कितने और कौन से तत्व दिखाई दे सकते हैं। यह पता चला कि प्रकाश तत्वों की वर्तमान में देखी गई बहुतायत गणना के साथ अच्छी तरह से मेल खाती है। इसका मतलब है कि हम जानते हैं भौतिक नियमब्रह्मांड के पूरे देखने योग्य हिस्से में समान हैं और हमारी दुनिया की उपस्थिति के बाद पहले सेकंड में ही थे। इसके अलावा, प्रकृति में मौजूद लगभग 98% हीलियम का निर्माण बिग बैंग के बाद पहले सेकंड में हुआ था।
जन्म के तुरंत बाद, ब्रह्मांड विकास की मुद्रास्फीति की अवधि के माध्यम से चला गया - सभी दूरियां तेजी से बढ़ीं ( . के दृष्टिकोण से) आंतरिक पर्यवेक्षक) हालांकि, अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं पर ऊर्जा घनत्व बिल्कुल समान नहीं हो सकता - कुछ असमानताएं हमेशा मौजूद होती हैं। मान लीजिए कि किसी क्षेत्र में ऊर्जा पड़ोसी क्षेत्रों की तुलना में थोड़ी अधिक है। लेकिन चूंकि सभी आकार तेजी से बढ़ रहे हैं, इसलिए इस क्षेत्र का आकार भी बढ़ना चाहिए। मुद्रास्फीति की अवधि समाप्त होने के बाद, इस विस्तारित क्षेत्र में इसके आसपास के स्थान की तुलना में थोड़ा अधिक कण होंगे, और इसका तापमान थोड़ा अधिक होगा।
ऐसे क्षेत्रों के उद्भव की अनिवार्यता को महसूस करते हुए, मुद्रास्फीति सिद्धांत के समर्थकों ने प्रयोगकर्ताओं की ओर रुख किया: "तापमान में उतार-चढ़ाव का पता लगाना आवश्यक है ..." - उन्होंने कहा। और 1992 में यह इच्छा पूरी हुई। लगभग एक साथ, रूसी उपग्रह "Relikt-1" और अमेरिकी "COBE" ने ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण के तापमान में आवश्यक उतार-चढ़ाव का पता लगाया। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया, आधुनिक ब्रह्मांडइसका तापमान 2.7 K है, और औसत से वैज्ञानिकों द्वारा पाया गया तापमान विचलन लगभग 0.00003 K था। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि पहले ऐसे विचलन का पता लगाना मुश्किल था। तो मुद्रास्फीति सिद्धांत को एक और पुष्टि मिली।
तापमान में उतार-चढ़ाव की खोज के साथ, एक और रोमांचक अवसर सामने आया है - आकाशगंगा निर्माण के सिद्धांत की व्याख्या करने के लिए। आखिर करने के लिए गुरुत्वाकर्षण बलसंपीडित पदार्थ, प्रारंभिक भ्रूण की आवश्यकता होती है - एक क्षेत्र जिसमें बढ़ा हुआ घनत्व. यदि पदार्थ अंतरिक्ष में समान रूप से वितरित है, तो गुरुत्वाकर्षण, जैसे कि बुरिडन के गधे को पता नहीं है कि किस दिशा में कार्य करना है। लेकिन यह वास्तव में ऊर्जा की अधिकता वाले क्षेत्र हैं जो मुद्रास्फीति उत्पन्न करते हैं। अब गुरुत्वाकर्षण बल जानते हैं कि किस पर कार्य करना है, अर्थात् मुद्रास्फीति की अवधि के दौरान बनाए गए सघन क्षेत्र। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, ये शुरू में थोड़े सघन क्षेत्र सिकुड़ेंगे और इन्हीं से भविष्य में तारे और आकाशगंगाएँ बनेंगी।
ब्रह्मांड के विकास का वर्तमान क्षण जीवन के लिए बहुत अच्छी तरह से अनुकूलित है, और यह कई और अरबों वर्षों तक चलेगा। तारे पैदा होंगे और मरेंगे, आकाशगंगाएँ घूमेंगी और टकराएँगी, और आकाशगंगाओं के समूह दूर-दूर तक उड़ेंगे। इसलिए, मानवता के पास आत्म-सुधार के लिए बहुत समय है। सच है, ऐसे के लिए "अभी" की अवधारणा विशाल ब्रह्मांड, हमारी तरह, खराब परिभाषित है। इसलिए, उदाहरण के लिए, खगोलविदों द्वारा देखे गए क्वासर का जीवन, पृथ्वी से 10-14 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर, हमारे "अब" से केवल उन्हीं 10-14 बिलियन वर्षों से अलग होता है। और ब्रह्मांड की गहराई में हम विभिन्न दूरबीनों की मदद से देखते हैं, और अधिक शुरुआती समयहम इसका विकास देख रहे हैं।
आज, वैज्ञानिक हमारे ब्रह्मांड के अधिकांश गुणों को 10-42 सेकंड से लेकर वर्तमान और उससे आगे तक समझाने में सक्षम हैं। वे आकाशगंगाओं के निर्माण का भी पता लगा सकते हैं और कुछ आत्मविश्वास के साथ ब्रह्मांड के भविष्य की भविष्यवाणी कर सकते हैं। फिर भी, कई "छोटी" समझ अभी भी बनी हुई है। सबसे पहले, यह छिपे हुए द्रव्यमान (डार्क मैटर) और डार्क एनर्जी का सार है। इसके अलावा, ऐसे कई मॉडल हैं जो बताते हैं कि हमारे ब्रह्मांड में एंटीपार्टिकल्स की तुलना में बहुत अधिक कण क्यों हैं, और हम अंत में एक सही मॉडल के चुनाव पर निर्णय लेना चाहेंगे।
जैसा कि विज्ञान का इतिहास हमें सिखाता है, आमतौर पर "मामूली खामियां" खुलती हैं आगे के तरीकेताकि आने वाली पीढ़ियों के वैज्ञानिकों को निश्चित रूप से कुछ करने को मिले। इसके अलावा, भौतिकविदों और गणितज्ञों के एजेंडे में पहले से ही गहरे प्रश्न भी हैं। हमारा अंतरिक्ष त्रि-आयामी क्यों है? प्रकृति में सभी स्थिरांक "समायोजित" क्यों हैं ताकि बुद्धिमान जीवन उत्पन्न हो? और गुरुत्वाकर्षण क्या है? वैज्ञानिक पहले से ही इन सवालों का जवाब देने की कोशिश कर रहे हैं।
और हां, आश्चर्य के लिए जगह छोड़ दें। यह नहीं भूलना चाहिए कि ब्रह्मांड के विस्तार, अवशेष फोटॉनों और वैक्यूम ऊर्जा की उपस्थिति जैसी मौलिक खोजों को संयोग से बनाया गया था और वैज्ञानिक समुदाय द्वारा इसकी उम्मीद नहीं की गई थी।