ანდრეი დიმიტრიევიჩ ლინდე, სტენფორდის უნივერსიტეტი (აშშ), პროფესორი. 2007 წლის 10 ივნისი, მოსკოვი, FIAN

ჯერ უნდა ვთქვა, რომ ცოტა მორცხვი ვარ. ბევრჯერ მილაპარაკია ამ დარბაზში. თავიდან აქ ვსწავლობდი და როცა ყველაფერი დაიწყო, მოსკოვის უნივერსიტეტის სტუდენტი ვიყავი, აქ ჩამოვედი სემინარებზე, FIAN-ში. და ყოველთვის, როცა ამ სემინარებზე ვიჯექი, მტკივნეული იყო, საშინლად საინტერესო და ასევე წარმოუდგენლად რთული ვიყავი. ყველაფერი, რაც ითქვა, გავიგე, დაახლოებით ათი პროცენტი. ვიფიქრე, ალბათ, მე, კარგი, ისეთი იდიოტი, აღარაფერი მესმის, ფიზიკა არ გამომდის... მაგრამ ძალიან მინდოდა, სიარული განვაგრძე. მე ჯერ კიდევ მაქვს ეს ათი პროცენტი გაგება: ძირითადად, სემინარებზე, რომლებზეც დავდივარ, მესმის დაახლოებით ათი პროცენტი. და მაშინ აქ გავაკეთე ჩემი პირველი მოხსენება. ხალხის სახეებს ვუყურებდი და ისეთი შთაბეჭდილება დამრჩა, რომ მათაც ესმოდათ ათი პროცენტი. შემდეგ კი ჩემი არასრულფასოვნების კომპლექსი გაქრა, ნაწილობრივ იმის გამო მინიმუმ. ცოტა, ალბათ, მაინც დარჩა... რატომ ვამბობ ამას? თემა საკმაოდ რთულია. და თუ ათი პროცენტი ნათელია, მაშინ თქვენ სწორ გზაზე ხართ.

ის, რაზეც ახლა ვისაუბრებ, დაკავშირებულია ინფლაციური სამყაროს თეორიასთან. ინფლაციური სამყარო, რუსულად მას ეძახდნენ "გაბერილი სამყარო", მაგრამ სტანდარტული სახელია "ინფლაციური". AT ბოლო დროსარსებობდა ასეთი ტერმინი - „მრავალვერსია“. ეს არის ტერმინი, რომელიც ცვლის სიტყვას "სამყარო". ასე რომ, ერთი სამყაროს ნაცვლად - ბევრი სამყარო ერთდროულად ერთში. ისე, რუსულად, ალბათ, ყველაზე ადეკვატური თარგმანია "მრავალმხრივი სამყარო". და სწორედ ამაზე ვაპირებ ახლა ვისაუბრო.

მაგრამ პირველი, ზოგადი შესავალი კოსმოლოგიაში ზოგადად. საიდან გაჩნდა ინფლაციური კოსმოლოგია (რატომ იყო საჭირო)? რა მოვიდა მანამდე (დიდი აფეთქების თეორია). პირველი, რამდენიმე ბიოგრაფიული ინფორმაცია. სამყაროს ასაკი, უახლესი დაკვირვებული მონაცემებით... როცა ასაკზე ვსაუბრობ, ყოველ ჯერზე, როცა ვამბობ და სადღაც სულში ვსვამ პატარა მძიმეს, რომ ამას უნდა დავუბრუნდე და მერე ვთქვა, რომ სინამდვილეში სამყაროს შეუძლია. იყოს უსასრულოდ ძველი. ისე, რასაც ხალხი სამყაროს ასაკს უწოდებს, დაახლოებით 13,7 მილიარდი წელია ზუსტი... შესაძლოა 10%-ზე უკეთესი იყოს. ახლა ხალხმა ეს კარგად იცის. სამყაროს დაკვირვებადი ნაწილის ზომა... რას ნიშნავს „დაკვირვებადი“? ისე, სინათლე ჩვენთან 13,7 მილიარდი წელია მოგზაურობს, ასე რომ გაამრავლეთ ეს სინათლის სიჩქარეზე და მიიღებთ მანძილს, რომლითაც ჩვენ ახლა ვხედავთ ნივთებს. მე ამას ვამბობ, მაგრამ ჩემს სულში მაშინვე ისევ მძიმია: სინამდვილეში ეს ასე არ არის. იმის გამო, რომ ჩვენ ვხედავთ რამდენჯერმე უფრო შორს, რადგან ის ობიექტები, რომლებმაც სინათლე გამოგვიგზავნეს 13,7 მილიარდი წლის წინ, ისინი ახლა უფრო შორს არიან ჩვენგან. ჩვენ მათგან ვხედავთ სინათლეს და ისინი უფრო შორს არიან, ასე რომ, სინამდვილეში ჩვენ ვხედავთ უფრო მეტს, ვიდრე სინათლის სიჩქარე გამრავლებული სამყაროს არსებობის დროზე.

უფრო შორს. ნივთიერების საშუალო სიმკვრივეა დაახლოებით 10 -29 გ / სმ 3. Ძალიან პატარა. მაგრამ ჩვენ ვცხოვრობთ იმ ადგილას, სადაც ის კონდენსირებულია... სამყაროს დაკვირვებადი ნაწილის წონა 10 50 ტონაზე მეტია. წონა დაბადების დროს... მაგრამ ეს ყველაზე საინტერესოა. როდესაც სამყარო დაიბადა, თუ ჩავთვლით ზუსტად დიდი აფეთქების მომენტიდან, დაახლოებით დრო ტ = 0 , მაშინ მისი წონა უსასრულო უნდა იყოს. თუ სხვა მომენტიდან ითვლი... მას პლანკის მომენტი ჰქვია. პლანკის მომენტი არის მომენტი 10-დან მინუს სიმძლავრამდე... კარგი, ხანდახან მაინც დავწერ დაფაზე... ასე რომ, ტპლანკი არის დაახლოებით 10 მინუს ორმოცდამესამე წამი ( ტგვ ~ 10–43 წმ). ეს ის წერტილია, სადაც პირველად შეგვიძლია სამყარო განვიხილოთ ნორმალური სივრცე-დროის მიხედვით, რადგან თუ ავიღებთ ობიექტებს ამაზე ნაკლებ ჯერზე, ან პლანკის მანძილზე ნაკლებ მანძილზე (ეს არის 10-33 სმ. ), - თუ ავიღებთ უფრო მცირე მანძილს, მაშინ მცირე დისტანციებზე სივრცე-დრო იმდენად ძლიერად მერყეობს, რომ მათი გაზომვა შეუძლებელი იქნება: სახაზავები იღუნებიან, საათი ბრუნავს, რატომღაც არ არის კარგი... ამიტომ იწყება ნორმალური განხილვა. ამ მომენტიდან. და იმ მომენტში სამყაროს უჩვეულოდ დიდი წონა ჰქონდა. რომელი გეტყვით - ცოტა მოგვიანებით. და რა გააკეთა ინფლაციურმა სამყარომ: ჩვენ ვისწავლეთ როგორ აგიხსნათ, როგორ შეგიძლიათ მიიღოთ მთელი სამყარო ერთ მილიგრამზე ნაკლები მატერიისგან. ყველაფერი რასაც ახლა ვხედავთ...

და მოდით წავიდეთ წინ, წინასწარი მონაცემები. სამყაროს უმარტივესი მოდელები, რაც სახელმძღვანელოებშია, არის ფრიდმენის სამი შესაძლო მოდელი. პირველი არის დახურული სამყარო, [მეორე] არის ღია სამყარო და [მესამე] არის ბრტყელი სამყარო. ეს სურათები მხოლოდ მაგალითებია. მნიშვნელობა ასეთია.

Აქ უმარტივესი ვარიანტი- ბრტყელი სამყარო. ბრტყელი სამყაროს გეომეტრია იგივეა, რაც ბრტყელი მაგიდის გეომეტრია, ე.ი. პარალელური ხაზებიდარჩეს პარალელურად და არასოდეს იკვეთოს. რა განსხვავებაა, რით განსხვავდება ის ბრტყელი მაგიდისგან? ის, რომ თუ მე მაქვს ორი პარალელური წრფე... მაგალითად, სინათლის ორი სხივი ერთმანეთის პარალელურად წავიდა... სამყარო ფართოვდება, ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი პარალელურები არიან, სინათლის ორი სხივი, ისინი შორდებიან ერთმანეთს იმის გამო. იმაზე, რომ მთელი სამყარო ფართოვდება. ამიტომ, იმის თქმა, რომ ბრტყელი მაგიდის გეომეტრია - მთლად სწორი არ არის. სამყარო არის მრუდი ოთხგანზომილებიანი გაგებით. სამგანზომილებიანი გაგებით, ის ბრტყელია.

დახურული სამყარო ჰგავს გეომეტრიული თვისებებისფეროს ზედაპირის თვისებებზე. ანუ, თუ მე მაქვს ორი პარალელური ხაზი ეკვატორზე, მაშინ ისინი იკვეთებიან ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსებზე. პარალელური ხაზები შეიძლება იკვეთებოდეს. და ჩვენ ვცხოვრობთ სფეროს ზედაპირზე, როგორც რწყილი, რომელიც დაცოცავს მთელს მსოფლიოში. მაგრამ ანალოგიაც ზედაპირულია - ორი მნიშვნელობით. ჩვენი სამყარო ჰგავს სამგანზომილებიან სფეროს ოთხგანზომილებიან სივრცეში. თქვენ უნდა დახატოთ ნახატები, მაგრამ სინამდვილეში მხოლოდ ანალოგიები ... და, გარდა ამისა, ის ფართოვდება. თუ გვსურს ეკვატორიდან ჩრდილოეთ პოლუსზე გადასვლა, მაშინ საკმარისი დრო არ გვექნება - ასეთი სამყარო შეიძლება დაიშალოს, ან იქ ვერ მივიდეთ, რადგან ის ძალიან სწრაფად ფართოვდება.

ღია სამყარო თავისი თვისებებით მსგავსია ჰიპერბოლოიდის თვისებებთან, ანუ, თუ ჰიპერბოლოიდის კისერზე დავიწყებ ორ პარალელურ ხაზს, ისინი დაიწყებენ განსხვავებებს და არასოდეს შეხვდებიან.

არსებობს სამი ძირითადი მოდელი. ისინი ფრიდმანმა საკმაოდ დიდი ხნის წინ, გასული საუკუნის 20-იან წლებში შესთავაზა და აინშტაინს დიდად არ მოეწონა. არ მომეწონა, რადგან თითქოს ეს ყველაფერი ეწინააღმდეგებოდა იმ იდეოლოგიას, რომელზედაც აღიზარდა მაშინდელი ხალხი. იდეოლოგია იყო, რომ სამყარო, ბოლოს და ბოლოს, არის კოორდინატთა სისტემა, კარგად, კოორდინატები, ისინი არ ფართოვდებიან, ეს მხოლოდ ბადეა. ხალხს ყოველთვის სჯეროდა ევროპის - თავიდან მათ სჯეროდათ - რომ სამყარო სასრული და სტატიკურია. ის სასრულია, რადგან ღმერთი უსასრულოა, სამყარო კი ღმერთზე პატარა, ამიტომ ის სასრული უნდა იყოს, მაგრამ სტატიკური... კარგი, რადგან რა უნდა გააკეთოს - კოორდინატთა სისტემა... შემდეგ მათ მიატოვეს პირველი ვარაუდი და თქვეს. რომ ღმერთი ბევრს არ დაკარგავს, თუ მის ერთ-ერთ ატრიბუტს მისცემს სამყაროს და გახდის მას უსასრულო, მაგრამ მაინც ითვლებოდა, რომ ის სტატიკურია.

სამყაროს გაფართოება უცნაური თვისება იყო, რომელსაც დიდი ხნის განმავლობაში ებრძოდნენ, სანამ არ დაინახეს, რომ ის რეალურად ფართოვდებოდა. ეს ნიშნავს, რომ ის, რაც მოხდა ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, ექსპერიმენტულად არ არის თეორიული ფიზიკა, მაგრამ ექსპერიმენტულ კოსმოლოგიაში. ორი რამ აღმოჩნდა. დავიწყებთ მეორეთი. 1998 წელს ადამიანებმა დაინახეს, რომ სამყარო ახლა აჩქარებული ტემპით ფართოვდება. რას ნიშნავს აჩქარებული? კარგად, აქ ის ფართოვდება გარკვეული სიჩქარით. სინამდვილეში ეს ცოტა არასწორია...

ასე რომ აქ აარის სამყაროს მასშტაბი აწერტილით ( å ) არის სამყაროს გაფართოების სიჩქარე, აწერტილით გაყოფით ა (å /ა) არის ... აქ ამაგალითად, მანძილი ერთი გალაქტიკიდან მეორემდე, დავარქვათ ასო ა. Და ეს ( å /ა) არის სიჩქარე, რომლითაც გალაქტიკები გარბიან ერთმანეთს. აი ეს საქმე å /ა= H) არის ჰაბლის მუდმივი, ის რეალურად დროზეა დამოკიდებული. თუ ეს რამ დროთა განმავლობაში მცირდება, ეს არ ნიშნავს, რომ სამყარო წყვეტს გაფართოებას. გაფართოება იმას ნიშნავს ანულზე მეტი წერტილით ( å > 0). მაგრამ ის, რაც ხალხმა ახლა აღმოაჩინეს, არის ის, რომ ახლა ეს რეჟიმი ასიმპტომურად უახლოვდება მუდმივობას ( å /ა= H → const), ანუ არა მხოლოდ აწერტილით დადებითია, მაგრამ ეს მათი ურთიერთობაა, ის მუდმივობისკენ მიდრეკილია. და თუ ის დიფერენციალური განტოლებააღმოჩნდება, რომ სამყაროს მასშტაბის ფაქტორი ასიმპტომურად იქცევა დაახლოებით შემდეგნაირად: ა ~ ეჰ ტ- სამყარო ექსპონენტურად გაფართოვდება და ეს ადრე არც ისე მოსალოდნელი იყო. ანუ ეს არის სამყაროს დაჩქარებული გაფართოება და ადრე, სტანდარტული თეორიის მიხედვით, აღმოჩნდა, რომ სამყარო უნდა გაფართოვდეს შენელებით.

აქ არის ბოლო ცხრა წლის აღმოჩენა. თავიდან ხალხი ფიქრობდა, რომ სადღაც ექსპერიმენტული შეცდომა, რაღაც სხვა, შემდეგ მათ დაიწყეს სხვადასხვა სიტყვების დარქმევა - კოსმოლოგიური მუდმივი, ვაკუუმური ენერგია, ბნელი ენერგია... ასე რომ, ახლახან ასე მოხდა. თეორია, რომელზეც ახლა ვისაუბრებ, არის ინფლაციური კოსმოლოგია. ვარაუდობს (და ახლა უფრო და უფრო მეჩვენება, რომ ეს ალბათ სწორი ვარაუდი იყო, ჩვენ ჯერ კიდევ არ ვიცით ზუსტად - არსებობს კონკურენტი თეორიები, თუმცა მე არ მომწონს ისინი იქ, მაგრამ, შესაბამისად, ეს არის თვალსაზრისი ) - მაგრამ ეტყობა ეს რა არის სწორი რამ, - რაში ადრეული სამყაროროგორც ჩანს, სამყაროც ფართოვდებოდა დაჩქარებული ტემპით. უფრო მეტიც, ბევრად უფრო დიდი აჩქარებით, ვიდრე ის, რომლითაც ის ახლა ფართოვდება - მასშტაბის მრავალი ათეული ბრძანებით მეტი აჩქარება. ეს ორი აღმოჩენა... როგორც ჩანს, მათი როგორმე ინტერპრეტაცია უნდა სცადო.

ასე რომ, ნახატები, რომლებიც ხშირად ერთდროულად არის დახატული... აი (ამ წითელ სურათს ჯერ არ უყუროთ) არის სტანდარტული, სახელმძღვანელოდან. თუ სამყარო დახურულია - ანუ გეომეტრია სფეროს გეომეტრიის მსგავსია, სფეროს ზედაპირი - მაშინ ის წარმოიქმნება სინგულარობიდან და ქრება სინგულარობაში, მას აქვს სასრული სიცოცხლე. თუ ის ბრტყელია, მაშინ ის წარმოიქმნება სინგულარობიდან და ფართოვდება უსასრულობამდე. თუ ის ღიაა, მაშინ ის ასევე აგრძელებს მოძრაობას მუდმივი სიჩქარით.

რა გამოვიდა, რაც ახლა ვთქვი ამ ბნელ ენერგიაზე, კოსმოლოგიურ მუდმივობაზე, სამყაროს აჩქარებაზე - აღმოჩნდა, რომ ის ასე იქცევა. და აღმოჩნდა, რომ ის ასე იქცევა, რაც არ უნდა იყოს- ღია, დახურული, ბრტყელი... ზოგადად, ასეთ შემთხვევებში, ასეთი რამ არის. ახლა, თუ ასტრონომიის სახელმძღვანელოებს გავხსნით, ისინი ძირითადად აქ მაინც აქვეყნებენ ამ სამ სურათს და ეს არის ის, რაც ჩვენ აღვზარდეთ ბოლო წლების განმავლობაში. მაშასადამე, ამ უკანასკნელის არსებობა შესანიშნავი აღმოჩენა იყო და ეს დაკავშირებულია იმასთან, რომ ადამიანებს სჯეროდათ, რომ ვაკუუმში, სიცარიელეში არის ენერგიის არამდგრადი სიმკვრივე. ის ძალიან მცირეა: ის ისეთივე რიგია, როგორც მატერიის ენერგიის სიმკვრივე სამყაროში - 10–29 გ/სმ 3 . და როცა ხანდახან წარმოვიდგენ ამ ადამიანებს, ვამბობ: „აჰა, ესენი არიან ადამიანები, რომლებმაც გაზომეს ენერგია... არაფერი“. ასე რომ, აქ არის წითელი ხაზი.

ენერგიის განაწილების ზოგადი სურათი... როცა ვამბობ "ენერგია", ან ვამბობ "მატერია", "სუბსტანცია", იგივეს ვგულისხმობ, რადგან, როგორც ვიცით, ეუდრის მკკვადრატი ( ე = mc 2), ანუ ეს ორი რამ ერთმანეთის პროპორციულია... არის ბნელი ენერგია...

სამყაროში ენერგიისა და მატერიის მთლიანი ბიუჯეტი ასეთი ღვეზელით არის წარმოდგენილი: დაახლოებით 74% არის ბნელი ენერგია. რა არის, არავინ იცის. ან ეს არის ვაკუუმის ენერგია, ან ეს არის ნელ-ნელა ცვალებადი თანაბრად განაწილებული სპეციალური სკალარული ველის ენერგია - ამაზე მოგვიანებით. აბა, აქ არის ცალკე ნაწილი, ის არ ჭკნება. რას ვგულისხმობ ამაში? ის არ ცდება გალაქტიკებში. ბნელი მატერია (მთლიანი ბიუჯეტის დაახლოებით 22%) არის ის, რაც გროვდება, მაგრამ რასაც ჩვენ ვერ ვხედავთ. ის, რაც შეიძლება გალაქტიკებში გადაინაცვლოს, მაგრამ რასაც ჩვენ ვერ ვხედავთ, არ ანათებს. და დაახლოებით 4-5% არის "ნორმალური" საკითხი. აქ არის მთელი ჩვენი საქმის ბიუჯეტი.

და იქ არის საიდუმლოებები. რატომ არიან ისინი იმავე რიგის, ამ რაოდენობების და რატომ არის ამდენი ასეთი ენერგია სიცარიელეში? როგორ აღმოჩნდა კიდეც, რომ ჩვენ, ასე ამაყებმა, გვეგონა, რომ ყველაფერი ჩვენნაირი იყო, მაგრამ მათ მხოლოდ ოთხი პროცენტი მოგვცეს ... ასე ...

ახლა - ინფლაციური სამყარო. ჯერჯერობით მხოლოდ მინიშნებაა, რომ გასაგები იყოს რაზეც ვსაუბრობ და მხოლოდ მაშინ დაიწყება საქმე. ინფლაცია არის ის, რაც არის. აი, რა იყო წინა სურათებში, რომ სამყარო დაიწყო და დაიწყო გაფართოება და, დაიმახსოვრე, რკალი ამ მიმართულებით იყო მოხრილი... ახლა თუ დავბრუნდები, გაჩვენებთ ამ ყველაფერს... ხედავთ , ყველა რკალი - ისინი ასე იყო მოხრილი. ინფლაცია არის ტრაექტორიის ნაწილი, რომელიც არსებობდა, როგორც იყო, დიდი აფეთქების წინ, გარკვეული გაგებით, სანამ რკალი ასე დახრას დაიწყებდა. ეს ის დროა, როდესაც სამყარო ექსპონენციალურად გაფართოვდა და სამყარო გაფართოვდა აჩქარებით. მას თავდაპირველად შეეძლო ძალიან მცირე ზომა ჰქონოდა, შემდეგ იყო ძალიან სწრაფი გაფართოების ეტაპი, შემდეგ გახდა ცხელი და შემდეგ მოხდა ყველაფერი, რაც სახელმძღვანელოებში ეწერა: რომ სამყარო ცხელი იყო, აფეთქდა, როგორც ცხელი ბურთი - ეს იყო ინფლაციის ეტაპების შემდეგ და ინფლაციის დროს საერთოდ არ შეიძლება იყოს ნაწილაკები. აქ არის მინიშნება.

მაშ, რატომ იყო ეს ყველაფერი საჭირო? და შემდეგ, ხალხმა 25 წლის წინ - ცოტა მეტი უკვე - დიდი აფეთქების თეორიას შეხედა და სხვადასხვა კითხვები დაუსვა. ჩამოვთვლი კითხვებს.

რა მოხდა, როცა არაფერი იყო?გასაგებია, რომ კითხვა უაზროა, რატომ დავსვათ... ლანდაუსა და ლიფშიცის სახელმძღვანელოში ნათქვამია, რომ აინშტაინის განტოლებების ამოხსნა არ შეიძლება გაგრძელდეს დროის უარყოფით რეგიონში, ამიტომ უაზროა კითხვა, თუ რა ხდებოდა ადრე. აზრი არ აქვს, მაგრამ ყველამ მაინც იკითხა.

რატომ არის სამყარო ერთგვაროვანი და იზოტროპული?კითხვა: რატომ, მართლა? რას ნიშნავს ერთგვაროვანი? ისე, ჩვენს გვერდით რომ გავიხედოთ, ჩვენი გალაქტიკა არ არის ერთგვაროვანი. ჩვენს გვერდით არის მზის სისტემა - დიდი არაჰომოგენურობები. მაგრამ თუ გადავხედავთ სამყაროს მთელი ნაწილის მასშტაბებს, რომელსაც ამჟამად ვაკვირდებით, ამ 13 მილიარდ სინათლის წელიწადს, მაშინ საშუალოდ სამყაროს ჩვენგან მარჯვნივ და მარცხნივ აქვს იგივე სიმკვრივე, დაახლოებით ერთი სიზუსტით. ათიათასიანი და ამაზე უკეთესიც კი. მერე ვიღაცამ გააპრიალა, რატომ არის ასე ერთგვაროვანი? გასული საუკუნის დასაწყისში კი ამას ასე უპასუხეს. ამას ჰქვია "კოსმოლოგიური პრინციპი": რომ სამყარო უნდა იყოს ერთგვაროვანი.

ვხუმრობდი, რომ ადამიანებს, რომლებსაც არ აქვთ კარგი იდეები, ზოგჯერ აქვთ პრინციპები. მერე შევწყვიტე ამის გაკეთება, რადგან აღმოჩნდა, რომ ეს პრინციპი, კერძოდ, ალბერტ აინშტაინმა შემოიღო. უბრალოდ, იმ დროს ადამიანებმა არ იცოდნენ და ჯერ კიდევ ბევრ წიგნში ასტრონომიის შესახებ განიხილება კოსმოლოგიური პრინციპი - რომ სამყარო უნდა იყოს ერთგვაროვანი, რადგან ... კარგი, აქ ის ერთგვაროვანია!

მეორე მხრივ, ჩვენ ვიცით, რომ პრინციპები - ისინი მაშინ უნდა იყოს სრულიად სწორი. იქ, არ ვიცი, ვინც იღებს პატარაქრთამს, მას არ შეიძლება ეწოდოს პრინციპების კაცი. ჩვენი სამყარო ცოტა ჰეტეროგენული იყო - მას აქვს გალაქტიკები, ისინი აუცილებელია ჩვენთვის, ამიტომ სადღაც უნდა გავიგოთ, საიდან მოდის გალაქტიკები.

რატომ დაიწყო სამყაროს ყველა ნაწილმა ერთდროულად გაფართოება?ეს ნაწილი სამყაროა და ეს ნაწილი სამყაროა, ისინი ერთმანეთს არ ელაპარაკებოდნენ, როცა სამყარო ახლახან დაიწყო გაფართოება. იმისდა მიუხედავად, რომ სამყაროს ზომა მცირე იყო, იმისთვის, რომ სამყაროს ერთმა ნაწილმა იცოდეს, რომ მეორემ დაიწყო გაფართოება, აუცილებელია, რომ აქ მცხოვრებმა - კარგად, წარმოსახვითმა ადამიანმა - იცოდეს, რომ ეს ნაწილი დაიწყო გაფართოება.. და ამისთვის მას ამ ადამიანისგან სიგნალის მიღება მოუწევდა. და ამას დრო დასჭირდებოდა, ამიტომ ადამიანები ვერანაირად ვერ შეთანხმდნენ, განსაკუთრებით უსასრულო სამყაროში, რომ, ჰოო, უნდა დავიწყოთ გაფართოება, მათ უკვე დაუშვეს... ასე რომ, ამიტომ დაიწყო სამყაროს ყველა ნაწილი გაფართოვდეს ამავე დროს...

რატომ არის სამყარო ბრტყელი?რაც ახლა ექსპერიმენტულად არის ცნობილი, არის ის, რომ სამყარო თითქმის ბრტყელია, ანუ პარალელური ხაზები, ისინი არ იკვეთებიან სამყაროს დაკვირვებად ნაწილში. ნიშნავს, რატომსამყარო ასეთი ბრტყელია? სკოლაში გვასწავლიან, რომ პარალელური ხაზები არ იკვეთება, მაგრამ უნივერსიტეტში ამბობენ, რომ სამყარო შეიძლება დაიხუროს და მათ შეუძლიათ გადაკვეთა. რატომ იყო ევკლიდე მართალი? არ ვიცი…

რატომ არის ამდენი სამყაროში ელემენტარული ნაწილაკები? სამყაროს იმ ნაწილში, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, არის 10 87-ზე მეტი ელემენტარული ნაწილაკი. ამაზე სტანდარტული პასუხი იყო ის, რომ სამყარო დიდია, ამიტომ... რატომის ასეთი დიდია? და ხანდახან ასე ვაგროვებ: რატომ მოვიდა ამდენი ხალხი ლექციაზე? - მაგრამ იმიტომ, რომ მოსკოვში ბევრი ხალხია... - რატომ არის ამდენი ხალხი მოსკოვში? - და მოსკოვი მხოლოდ რუსეთის ნაწილია და რუსეთში ბევრი ხალხია, ზოგი ლექციაზე მოვიდა... - რატომ არის ამდენი ხალხი რუსეთში და კიდევ უფრო მეტი ჩინეთში? ზოგადად, ჩვენ მხოლოდ ერთ პლანეტაზე ვცხოვრობთ და ბევრი პლანეტა გვაქვს მზის სისტემა, და ახლა კიდევ უფრო მეტი პლანეტა გვხვდება სამყაროში და თქვენ იცით, რომ ჩვენს გალაქტიკაში არის 10 11 ვარსკვლავი და, შესაბამისად, სადღაც არის პლანეტები, სადღაც არის ხალხი, ზოგი მათგანი ლექციაზე მოვიდა... რატომ არის ამდენი ვარსკვლავი ჩვენს გალაქტიკაში? იცით რამდენი გალაქტიკაა სამყაროს ჩვენს ნაწილში? დაახლოებით 10 11 -10 12 გალაქტიკა და თითოეულ მათგანში 10 11 ვარსკვლავი, პლანეტები ბრუნავს მათ გარშემო და რამდენიმე ადამიანი მოვიდა ლექციაზე. რატომ გვაქვს ამდენი გალაქტიკა? ისე, იმიტომ რომ სამყარო დიდია... მაშ... და აქ დავასრულეთ.

და თუ ავიღოთ, მაგალითად, სამყარო - ტიპიური დახურული სამყარო, რომელსაც ექნება ერთადერთი ტიპიური ზომა, რომელიც ხელმისაწვდომია ზოგადი თეორიაფარდობითობა კვანტურ მექანიკასთან ერთად, - 10–33 სმ, საწყისი ზომა. ასე რომ, მატერიის შეკუმშვა ძალიან შეზღუდულ სიმკვრივემდე, რაც მხოლოდ შესაძლებელია (ეს არის ეგრეთ წოდებული პლანკის სიმკვრივე, ρ პლანკის სიმკვრივე), არის დაახლოებით 10 94 გ / სმ 3 ... რატომ არის შეზღუდული? ის არ არის შემზღუდველი იმ გაგებით, რომ შეუძლებელია გაგრძელება, არამედ იმ გაგებით, რომ თუ თქვენ შეკუმშავთ მატერიას ასეთ სიმკვრივემდე, მაშინ სამყარო იწყებს იმდენად რყევას, რომ შეუძლებელია მისი ნორმალური აღწერა. ეს ნიშნავს, რომ თუ ავიღებთ და შევკუმშავთ მატერიას უმაღლეს სიმკვრივემდე, ჩავდებთ მასში ბუნებრივი ზომის დახურულ სამყაროს და დავთვლით იქ ელემენტარული ნაწილაკების რაოდენობას, გამოდის, რომ ის შეიცავს. ერთიელემენტარული ნაწილაკი. შესაძლოა ათი ელემენტარული ნაწილაკი. და ჩვენ გვჭირდება 10 87. ამიტომ ის რეალური პრობლემა- სად, რატომ არის ამდენი ელემენტარული ნაწილაკი?

საქმე ამით არ მთავრდება. საიდან გაჩნდა სამყაროს მთელი ენერგია? მე თვითონაც არ ჩამომიყალიბებია ეს ასე ადრე, სანამ არ მიმიწვიეს შვედეთში ენერგეტიკისადმი მიძღვნილ ნობელის სიმპოზიუმზე... ანუ იქ შეიკრიბნენ ადამიანები, რომლებიც ნავთობის წარმოებაში არიან დაკავებულნი, ან სხვა რამეში. და ამ კონფერენციის გახსნის საშუალება მომცეს და პირველი მოხსენება... ვერ მივხვდი რა უნდათ ჩემგან? მე არ ვარ დაკავებული ნავთობის მოპოვებით, არ ვარ დაკავებული მზის ენერგიით და ქარის ენერგიით, ზოგადად ენერგეტიკაზე რას ვიტყვი? ჰოდა, მაშინ დავიწყე მოხსენება იმით, რომ ვთქვი: იცით, საიდან მოვიდა სამყარო სამყაროში? იცით რამდენი ენერგია გვაქვს? დავთვალოთ.

სამყაროში მატერიის ენერგია არ არის დაცული. პირველი პარადოქსი. ჩვენ ვიცით, რომ ენერგია შენარჩუნებულია, მაგრამ ეს არ არის სწორი. იმიტომ, რომ თუ ავიღებთ, მაგალითად, გაზს ჩავსვამთ კოლოფში და ვაძლევთ კოლოფს გაფართოებას... აი ყუთი - ეს არის ჩვენი სამყარო, მოდით გავაფართოვოთ ყუთი. გაზი - ზეწოლას ახდენს ყუთის კედლებზე. და როდესაც ყუთი ფართოვდება, ეს გაზი მუშაობს ყუთის კედლებზე და, შესაბამისად, როდესაც ყუთი ფართოვდება, გაზი კარგავს თავის ენერგიას. იმიტომ რომ საქმეს აკეთებს, ყველაფერი სწორია, არის ენერგიის ბალანსი. მაგრამ ერთადერთი ფაქტია, რომ სამყაროს გაფართოების დროს გაზის მთლიანი ენერგია მცირდება. იმის გამო, რომ არსებობს სტანდარტული განტოლება: ენერგიის ცვლილება უდრის მინუს წნევის ჯერ მოცულობის ცვლილებას ( dE = –PdV). სამყაროს მოცულობა იზრდება, წნევა დადებითია, ამიტომ ენერგია მცირდება.

აქ სამყაროს ყველა მოდელში, ნორმალურად, მათში, რომლებიც დაკავშირებულია დიდი აფეთქების თეორიასთან, სამყაროს მთლიანი ენერგია შემცირდა. თუ ახლა 10 50 ტონაა, მაშინ რამდენი იყო თავიდან? რადგან ენერგია უბრალოდ იხარჯება. ასე რომ, თავიდანვე მეტი უნდა ყოფილიყო. ვიღაცას უნდა გაეკეთებინა ეს სამყარო ბევრად მეტი ენერგიით, ვიდრე ახლა. მეორეს მხრივ, რაღაც უნდა იყოს დაცული. და სად იხარჯება ეს ენერგია სამყაროს გაფართოების დროს? იხარჯება იმაზე, რომ სამყაროს ზომა იცვლება, რომ სამყარო ფართოვდება გარკვეული სიჩქარით. არის რაღაც ენერგია, რომელიც სამყაროს გეომეტრიაში იმალება. არის ენერგია, რომელიც დაკავშირებულია გრავიტაციასთან. Ამიტომაც მთლიანი რაოდენობამატერიის ენერგია და გრავიტაციული ენერგია, შენახულია. მაგრამ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ გამოთვალეთ მთლიანი თანხა. არსებობს დათვლის სხვადასხვა მეთოდი - და ისევ მძიმით იდება - მაგრამ გარკვეული დათვლის მეთოდით, მატერიისა და გრავიტაციის ენერგიის ჯამური ჯამი უბრალოდ ნულის ტოლია. ანუ მატერიის ენერგია კომპენსირდება გრავიტაციული ურთიერთქმედების ენერგიით, ამიტომ არის ნული. და ამიტომ, დიახ, ნულიდან დაიწყო, ნულით დასრულდება, ყველაფერი დაცულია, მაგრამ მხოლოდ ეს კონსერვაციის კანონი, ჩვენთვის არ არის ძალიან სასარგებლო. ის არ გვიხსნის, საიდან გაჩნდა ასეთი უზარმაზარი ენერგია. მაშ რამდენი?

აქ, დიდი აფეთქების თეორიის მიხედვით, მატერიის მთლიანი მასა დასაწყისში, როდესაც სამყარო დაიბადა, 10 80 ტონას უნდა აღემატებოდეს, ეს უკვე ბევრია. ეს საკმაოდ ბევრია... და ეს ყველაფერი რომ ჩავთვალე თუნდაც პირდაპირ სინგულარობიდან, მაშინ სამყაროში უბრალოდ მატერიის უსასრულო რაოდენობა უნდა ყოფილიყო. და მაშინ ჩნდება კითხვა: სად მოგვცა ვინმემ მატერიის ეს უსასრულო რაოდენობა, თუ სამყაროს გაჩენის მომენტამდე არაფერი იყო? თავიდან არაფერი იყო, შემდეგ კი უცებ გახდა და იმდენად, რომ ცოტა უცნაურიც კი იყო. ანუ ვის შეეძლო ამის გაკეთება?.. მაგრამ ფიზიკოსებს არ სურდათ კითხვის ასე ჩამოყალიბება და ახლა არ სურთ.

ამიტომ, შეიძლება კარგი იყოს, რომ მოიძებნა თეორია, რომელიც საშუალებას იძლევა, პრინციპში მაინც, ახსნას, თუ როგორ შეიძლებოდა ეს ყველაფერი გაკეთებულიყო, დაწყებული სამყაროს ნაწილიდან, რომლის საწყისი მატერია ერთ მილიგრამზე ნაკლებია. ისე, როცა ამაზე ვსაუბრობ, ასე ვფიქრობ ნორმალური ადამიანივიფიქრე, ასეთი რამ დიდი ხნის წინ რომ ითქვა, ან განტოლებები ერთდროულად არ დავწეროთ და ასე შემდეგ...

მახსოვს, როცა აქ გამომიყვანეს უფროს მეცნიერ-თანამშრომელთან, დამირეკეს და დამიწყეს კითხვა: რას აკეთებ? და დავიწყე მათ თქმა, რომ აქ, კერძოდ, მე ვარ დაკავებული სხვადასხვა ნაწილებიშეიძლება აღმოჩნდეს, რომ სამყაროში ფიზიკის კანონები შეიძლება განსხვავებული იყოს: ნაწილობრივ არის ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება, ნაწილობრივ - არა ... მათ მითხრეს: "კარგი, ეს ძალიან ბევრია!" მაგრამ უფროსი მეცნიერი ყველა იგივე მიეცა. ეს არის თვით მრავალმხრივი სამყაროს თეორია, რომლის შესახებაც მოგიყვებით.

ახლა ჩვენ გადავდივართ საქმეზე, ინფლაციური კოსმოლოგიის თეორიაზე. პირველი, უმარტივესი მოდელი. უმარტივესი მოდელი ასე გამოიყურება. აქ თქვენ გაქვთ სკალარული ველი, რომლის ენერგია პროპორციულია სკალარული ველის კვადრატისა. პირველი უმარტივესი სიტყვები - და უკვე აქ ჩნდება კითხვა: რა არის სკალარული ველი? ზოგმა იცის, ზოგმა არა. ზოგიერთმა იცის, რომ შვეიცარიაში აშენებენ უზარმაზარ ამაჩქარებელს ჰიგსის ნაწილაკების მოსაძებნად. ჰიგსის ნაწილაკი არის ნაწილაკი, რომელიც, როგორც იქნა, აგზნების კვანტია სპეციალური ტიპისკალარული ველი. ანუ ხალხი დიდი ხანია, ოცდაათ წელზე მეტია, იყენებს ამ სფეროებს. მაგრამ ინტუიციური მნიშვნელობა ყველაზე ადვილი გასაგებია ანალოგიის დახმარებით. აი, აქ არის 220 ვოლტი ქსელში. მხოლოდ 220 ვოლტი რომ იყოს და ნული არ იყოს, მთელი სამყარო 220 ვოლტით გაივსება, მაშინ არ იქნებოდა დენი, არაფერი არ მიედინებოდა არსად, რადგან ეს უბრალოდ სხვა ვაკუუმური მდგომარეობა იქნებოდა. ამერიკას აქვს 110 ვოლტი. იგივე - სულ რაღაც 110 ვოლტი რომ იყოს, არაფერი შემოვა... ერთი ხელით რომ დაიჭირო, მეორეს მეორე ხელით, მაშინ სწორედ იქ მოგკლავ, რადგან პოტენციური განსხვავება არის ის, რაც ... უნდა გავჩერდე…

კარგი. ასე რომ, მუდმივი სკალარული ველი არის იგივე ველის ანალოგი. ეს არ არის ზუსტი ანალოგია, არამედ სავარაუდო ანალოგია. რა არის ვექტორული ველი? ვექტორული ველი - მაგალითად, ელექტრომაგნიტური. მას აქვს სიდიდე და მიმართულება. რა არის სკალარული ველი? მას აქვს სიდიდე, მაგრამ არა მიმართულება. ეს არის მთელი განსხვავება, ანუ ის გაცილებით მარტივია ვიდრე ელექტრომაგნიტური ველი. მიმართულება არ აქვს, ლორენცის სკალარია. ლორენცის სკალარი - ეს ნიშნავს შემდეგს. თუ მასთან შედარებით დარბიხარ, ვერ იგრძნობ, რომ დარბიხარ: არაფერი შეცვლილა. რომ შეტრიალდე, არც არაფერი შეიცვლება, ვერ იგრძნობ რომ ტრიალდები. ის ვაკუუმს ჰგავს, თუ ის არ მოძრაობს, თუ ის მუდმივია. მაგრამ მხოლოდ ეს არის სპეციალური ვაკუუმი, რადგან მას შეიძლება ჰქონდეს პოტენციური ენერგია. ეს მისი პირველი ქონებაა. და მეორეც, თუ თქვენ გაქვთ განსხვავებული ვაკუუმი სამყაროს სხვადასხვა ნაწილში, მაშინ ასევე არსებობს ელემენტარული ნაწილაკების სხვადასხვა წონა, სხვადასხვა თვისებებიმაშასადამე, არსებობს თუ არა ეს სკალარული ველი, ა) ელემენტარული ნაწილაკების თვისებები დამოკიდებულია და ბ) სამყაროში ვაკუუმის ენერგიის სიმკვრივე დამოკიდებულია, ამიტომ ეს, პრინციპში, მნიშვნელოვანი რამ. Ამიტომაც უმარტივესი თეორია, რომლისთვისაც ამ სკალარული ველის ენერგია მისი კვადრატის პროპორციულია.

მოდით შევხედოთ განტოლებებს. ახლა არცერთ განტოლებას არ მოვაგვარებ, მაგრამ ვაჩვენებ, ასე რომ ნუ გეშინია... პირველი არის ოდნავ გამარტივებული აინშტაინის განტოლება, რომელიც ამბობს: ეს არის სამყაროს გაფართოების სიჩქარე გაყოფილი ზომაზე, ეს არის ჰაბლის მუდმივი კვადრატში და იგი პროპორციულია სამყაროში მატერიის ენერგიის სიმკვრივისა. ახლა კი მინდა ყველაფრის უგულებელყოფა - იქ, გაზი, ყველაფერი... დატოვე მხოლოდ სკალარული ველი. და აქ საჭირო იქნებოდა გრავიტაციული მუდმივის დაწერა, ჯერ კიდევ არის რვა პი სამზე ...

ახლა დავივიწყოთ გრავიტაციული მუდმივი. ადამიანები, რომლებიც ამ მეცნიერებას აკეთებენ, ამბობენ: კარგი, ავიღოთ გრავიტაციული მუდმივი ერთის ტოლი, სინათლის სიჩქარე უდრის ერთს, პლანკის მუდმივი უდრის ერთს და შემდეგ, როცა ყველაფერი მოგვარდება, მას ისევ ჩავსვამთ ხსნარში, რათა გაადვილდეს...

ასე რომ, ეს არის აინშტაინის ოდნავ გამარტივებული განტოლება, მე ასევე გამოვყარე რამდენიმე ტერმინი იქიდან, რომლებიც თავად იქიდან გამოაგდეს მას შემდეგ, რაც სამყარო სწრაფად დაიწყებს აფეთქებას. ეს არის სკალარული ველის მოძრაობის განტოლება. ნუ უყურებ ახლა იმ დიკს. ეს არის სკალარული ველის აჩქარება და ეს გვიჩვენებს ძალას, რომლითაც ველს სურს შეაჩქაროს თავისი მინიმალური ენერგია. და, რათა ნათელი იყოს, შეადარეთ ეს ჰარმონიული ოსცილატორის განტოლებას. კიდევ ერთხელ, ნუ უყურებთ იმ წევრს. ეს არის ჰარმონიული ოსცილატორის აჩქარება, აღდგენის ძალის პროპორციული. ანუ ძალა, რომელიც მიათრევს ოსცილატორის ველს წერტილამდე x= 0 და ეს არის მისი აჩქარება. და ჩვენ ვიცით, როგორ მთავრდება. ოსცილატორი ასე ირხევა. და თუ დავამატებთ ასეთ ტერმინს, xწერტილით. ეს არის ოსცილატორის სიჩქარე. ანუ თუ ამ მიმართულებით გადავიტანთ, ცხადი გახდება, რომ ეს ძალის მსგავსია, რომელიც არ აძლევს ოსცილატორს სწრაფად გადაადგილების საშუალებას. იგივეა, თუ ქანქარას წყალში ჩაყრით, წყალი შეაჩერებს მის რხევას და ის ნელა და ნელა ირხევა. თითქოს ხახუნის ან სიბლანტის ძალა.

გამოდის, რომ სამყაროს ასევე აქვს მსგავსი ტერმინი, რომელიც აღწერს სკალარული ველის განტოლებას. განტოლება ზუსტად იგივე გამოიყურება. და ეს წევრი ამის მსგავსია. გამოდის, რომ სამყაროში ხახუნის ეფექტი ხდება, თუ სამყარო სწრაფად ფართოვდება. აქ არის ხრიკი. ახლა დავუბრუნდეთ წინა სურათს.

სწორედ მაშინ, როდესაც სკალარული ველი არის აქ, მაშინ სკალარული ველი აქვს მცირე ენერგიას, სამყარო ნელა ფართოვდება, არ არის ხახუნი. თუ სკალარული ველი აქ არის, მაშინ ენერგია ძალიან დიდია. თუ ენერგია ძალიან დიდია, ვნახოთ რა მოხდება შემდეგ სურათზე.

ენერგია ძალიან დიდია, ჰაბლის მუდმივი დიდია, ხახუნის კოეფიციენტი დიდი. თუ ხახუნის კოეფიციენტი დიდია, სკალარული ველი ძალიან ნელა იშლება. თუ სკალარული ველი ძალიან ნელა იშლება, მაშინ დიდი ხნის განმავლობაში ის თითქმის მუდმივი რჩება. თუ ის თითქმის მუდმივი რჩება, მე ამოვხსნი განტოლებას: აწერტილით ა(å /ა) თითქმის მუდმივია. და უკვე გითხარი რა იქნება გამოსავალი. Თუ აწერტილით ა(å /ა) თითქმის მუდმივია, მაშინ ეს არის ექსპონენციალური ამოხსნა, უმარტივესი დიფერენციალური განტოლება. და ამ შემთხვევაში, სამყარო იწყებს ექსპონენტურად გაფართოებას.

ლოგიკა ასეთია: თუ დიდი მნიშვნელობასკალარული ველი φ, სამყაროს გაფართოების მაღალი სიჩქარე, ხახუნის დიდი კოეფიციენტი, ველი φ ძალიან ნელა იშლება ქვემოთ. დიფერენციალური განტოლების მუდმივით ამოხსნით, ვიღებთ ექსპონენციალურ გაფართოებას, ეს არის ინფლაცია. ყველაფერი ძალიან მარტივია.

მანამდე საჭირო იყო, ზოგადად, ტანჯვა, რომ მოეფიქრებინა, რომ ყველაფერი უბრალოებამდე დამეყვანა. ფაქტობრივად, ყველაფერი გაცილებით რთულით დაიწყო. პირველად ალიოშა სტარობინსკიმ ამ ტიპის იდეების გამოხატვა 1979 წელს აქ, რუსეთში დაიწყო. ამ თეორიის მისი ვერსია ეფუძნებოდა კვანტურ გრავიტაციას გარკვეული შესწორებებით - კონფორმალური ანომალიებით, თეორია იყო ძალიან რთული, არ იყო ნათელი, როგორ, საიდან უნდა დაეწყო, მაგრამ თეორია, მიუხედავად ამისა, ძალიან პოპულარული იყო მაშინ საბჭოთა კავშირში. სახელწოდებით "სტარობინსკის მოდელი". მაგრამ ცოტა რთული, გაუგებარია რა იყო მისი მიზანი. სინგულარობის პრობლემის გადაჭრა უნდოდა, მაგრამ არ გამოუვიდა...

ამის შემდეგ გაჩნდა ის, რასაც ახლა ძველი ინფლაციის თეორია ჰქვია, ის 1981 წელს შემოგვთავაზა ალან გუტმა MIT–დან – ახლა ის MIT–შია და ადრე იყო SLAC–ში, სტენფორდის გვერდით. მან ივარაუდა, რომ სამყარო თავიდანვე ჩაკეტილია თავის ენერგიაში ცრუ ვაკუუმის მდგომარეობაში, არ მოძრაობს არსად, იქ ენერგია მუდმივია, ამ დროს ის ექსპონენტურად ფართოვდება და შემდეგ ეს ცრუ ვაკუუმი იშლება კრახით. წარმოიქმნება ბუშტები, ისინი ეჯახებიან... რატომ იყო ეს საჭირო? და მისი სურვილი იყო გადაეჭრა პრობლემების ის სია, რომელიც ადრე მოგწერე: რატომ არის სამყარო ერთგვაროვანი, რატომ არის იზოტროპული, რატომ არის ასეთი დიდი - მისი მიზანი ეს იყო. და ეს იყო მისი მუშაობის დამსახურება. არა იმიტომ, რომ მან შემოგვთავაზა მოდელი - მისმა თეორიამ არ იმუშავა, არამედ იმიტომ, რომ თქვა, რომ კარგი იქნებოდა მსგავსი რამის გაკეთება და მაშინ ჩვენ ყველა ამ პრობლემას ერთდროულად მოვაგვარებთ. და მისმა მოდელმა არ იმუშავა, რადგან ბუშტების შეჯახების შემდეგ, სამყარო იმდენად არაერთგვაროვანი და იზოტროპული გახდა, რომ, როგორც იქნა, არც კი სცადა ...

ამის შემდეგ ჩვენ ყველანი სულიერ კრიზისში ვიყავით, რადგან იდეა ისეთი სასიამოვნო იყო, ისეთი სასიამოვნო და მე მქონდა კუჭის წყლული, შესაძლოა, წყენისგან, რომ შეუძლებელი იყო, უბრალოდ არ გამომივიდა. შემდეგ მივხვდი, როგორ გამეკეთებინა ის, რასაც მე ვუწოდებდი ახალ ინფლაციურ თეორიას, და შემდეგ მივიღე ეს მარტივი ქაოტური ინფლაციის საკითხი, რომელიც ყველაზე მარტივი იყო. შემდეგ კი გაირკვა, რომ ჩვენ არ ვსაუბრობთ რაიმე სახის ხრიკზე, მაგრამ ყველაფერი შეიძლება იყოს ისეთივე მარტივი, როგორც ჰარმონიული ოსცილატორის თეორია.

მაგრამ რატომ არის ეს ყველაფერი საჭირო, მე არ მითქვამს. Მაგრამ რატომ. ინფლაციის დროს, ამ სტადიაზე, სანამ მე ძირს ვტრიალებდი, სამყაროს შეეძლო ამის გაფართოება ბევრჯერ. ეს არის უმარტივეს მოდელებში. რას ნიშნავს ეს რიცხვი? კარგი, ახლა მე გეტყვით რას ნიშნავს. მაგალითი არითმეტიკიდან. უმცირესი მასშტაბი არის 10–33 სმ, ვამრავლებ ათზე და შემდეგ აქ არის ისეთი რიცხვი, როგორიც არ უნდა იყოს ნული. ახლა ჩნდება კითხვა: რა არის პროდუქტი? პასუხი კი ისაა, რომ აქ ერთი და იგივეს უდრის - ეს ნიშნავს, რომ 10-33 აღარ იწერება, ეს ცოტაა. ეს ნიშნავს, რომ სამყარო აღმოჩნდება ასეთი უზარმაზარი ზომის. რამდენს ვხედავთ ახლა? ეს 13 მილიარდი წელი, გამრავლებული სინათლის სიჩქარეზე, არის დაახლოებით 10 28 სმ, მაგრამ არც კი აქვს მნიშვნელობა რა - სანტიმეტრი თუ მილიმეტრი, არც კი აქვს მნიშვნელობა რა. მთავარი ის არის, რომ ეს არის ამაზე შეუდარებლად პატარა.

ანუ სამყაროს ჩვენი დაკვირვებადი ნაწილი - ჩვენ სადღაც აქ ვართ. ( შეგიძლია ახლა გადაიხადო?) სამყარო დაიწყო გაფართოება, ადიდებულმა, ადიდებულმა, ადიდებულმა და ჩვენ ვცხოვრობთ, თითქოს, ამ უზარმაზარი გლობუსის ზედაპირზე. და ამიტომ პარალელური ხაზები თითქოს პარალელურია, ამიტომ არავის უნახავს ეს ჩრდილოეთი და სამხრეთი პოლუსი. მაშასადამე, სამყაროს ჩვენი ნაწილი, სადღაც აქ, ის სადღაც აქედან დაიწყო, თითქმის წერტილიდან და, შესაბამისად, ყველა საწყისი თვისება აქ არის, კარგად, ისინი გვერდიგვერდ არიან, ისინი დაახლოებით ერთნაირი იყო. ასე რომ, აქ ისინი იგივეა.

რატომ არის სამყარო ასე ერთგვაროვანი? აბა, წარმოიდგინეთ, რომ თქვენ აიღეთ ჰიმალაები და ამდენჯერ დაშალეთ ისინი. ეს იმას ნიშნავს, რომ იქ ზურგჩანთით არავინ წავა, რადგან ხეობიდან მთამდე იმდენი დასჭირდება წასვლა. იქნება ბრტყელი ფართი. მაშასადამე, ჩვენი სამყარო ისეთი ბრტყელია, ასე ერთგვაროვანი, ყველა მიმართულებით ერთნაირი.

რატომ არის იზოტროპული? რა არის იზოტროპული? ისე, სფეროს ჰგავს, ყველა მიმართულებით ერთნაირი, მაგრამ შეიძლება კიტრივით იყოს. მაგრამ თუ ამდენჯერ გავბერავ კიტრს - და ჩვენ მის კანზე ვცხოვრობთ - მაშინ ის ყველა მიმართულებით ერთნაირი იქნება, ასე რომ, სამყარო ყველა მიმართულებით ერთნაირი გახდება. ანუ ამ გზით ჩვენ ვაგვარებთ იმ პრობლემებს, რაც გვქონდა. რატომ არის სამყარო ასეთი დიდი? და აი რატომ! რამდენი ელემენტარული ნაწილაკი არსებობს? მაგრამ იმდენი! ამიტომ გვაქვს საკმარისი...

ანუ ჩვენ ჯერ კიდევ არ ვიცით საიდან გაჩნდა ეს ყველაფერი, ასე მარტივად ვერ გადავჭრით საწყისი სინგულარობის პრობლემას - ამაზე ცოტა შორს ვისაუბრებთ - მაგრამ ეს თეორია სწორედ ამისთვის იყო საჭირო.

მეორე მხრივ, შეიძლება აღმოჩნდეს, რომ ცოტა გადავამუშაეთ. იმიტომ, რომ თუ ჰიმალაები მთლიანად დაბრტყელდება, მაშინ მთელი სამყარო იქნება ისეთი ბრტყელი და ერთგვაროვანი, რომ იქ ცხოვრება ნამდვილად ცუდი იქნება, მაშინ გალაქტიკებს არსად ავიღებთ.

მაგრამ აღმოჩნდა, რომ გალაქტიკების წარმოქმნა შესაძლებელია კვანტური რყევების გამო. ეს არის ის, რაც ჩიბისოვმა და მუხანოვმა თქვეს აქ, FIAN-ზე. მათ შეისწავლეს სტარობინსკის მოდელი და დაინახეს, რომ იქ, თუ დააკვირდებით კოსმოსის კვანტურ რყევებს და შემდეგ შეხედავთ რა ხდება სამყაროს გაფართოების დროს, მათ შეიძლება წარმოქმნან გალაქტიკები. ჩვენ მათ ვუყურებდით და ვფიქრობდით: რაზე ლაპარაკობთ აქ? თქვენ საუბრობთ კვანტურ რყევებზე, ჩვენ კი გალაქტიკებზე! ისინი ნამდვილები არიან... და შემდეგ ასე აღმოჩნდა. ეს უკვე მაშინ, როცა ეს ყველაფერი სკალარული ველის ენაზე ვთარგმნეთ და ასე შემდეგ... კარგი რა, ზოგადად, ხალხო! ეს უნდა ეფიქრა!

სამყარო მუშაობს როგორც ლაზერი, მაგრამ ლაზერული ველის ნაცვლად ის წარმოქმნის გალაქტიკებს. სწორედ ეს ხდება. ავიღოთ სკალარული ველი, ჯერ მაღალი სიხშირის, კვანტური რყევები. კვანტური რყევები ყოველთვის არსებობს. აქ, ამ აუდიტორიაში, მცირე დისტანციებზე, არის კვანტური რყევები. კარგია, რომ ორი საათი მომეცი, არ დავამთავრებდი... ორ საათში, ალბათ, დავასრულებ...

ასე რომ, კვანტური რყევები არსებობს ახლა, სწორედ აქ, მაგრამ ისინი მუდმივად მერყეობენ; თქვენ უბრალოდ ვერ ხედავთ მათ, ისინი ჩვენთვის მნიშვნელოვანი არ არიან. მაგრამ სამყაროს სწრაფი გაფართოების დროს, დავუშვათ, იყო ასეთი კვანტური რყევა. იგი გადაჭიმული იყო, სამყაროს გაფართოებით. როდესაც ის საკმარისად გაიჭიმება - გახსოვთ სკალარული ველის განტოლება, სადაც არის წერტილიანი 3Hφ წევრი? განტოლება, ხახუნის ვადა. როცა მოკლე ტალღის ველი გქონდა, მან არაფერი იცოდა ხახუნის შესახებ, რადგან ისეთი ენერგიით სცემდა, რომ ხახუნით ვერ შეჩერდებოდა. შემდეგ კი, როცა დაიჭიმა, ენერგია დაკარგა და უცებ იგრძნო, რომ სამყარო ფართოვდებოდა, იყო ხახუნი და ასე გაიყინა. ის გაიყინა და განაგრძო გაფართოება, გაჭიმვა სამყარო.

ამის შემდეგ, ამ რყევის ფონზე, რომელიც აქ არის დახატული, წინა რყევები, რომლებიც ადრე იყო ძალიან მოკლე ტალღის სიგრძე, ენერგიული და ა.შ. იმ რყევების ფონზე, რომელიც ადრე გაყინული იყო.

ამის შემდეგ სამყარო განაგრძობდა გაფართოებას და ახალი რყევები გაიყინა და სამყარო ექსპონენტურად გაფართოვდა. და რა მოხდა შედეგად? რომ ყველა ეს რყევა დიდ ზომამდე ადიდდა.

ახლა აგიხსნით, რა არის ეს: ეს არის გამოთვლების შედეგი, რომელიც, როგორც იქნა, ახდენს რყევების წარმოშობის სიმულაციას და მათ შემდგომ ევოლუციას. აგიხსნით რა იქნება, რა არის. საქმე ამაშია. რომ ავიღეთ ეს კვანტური რყევები. ისინი გაყინულია. სამყარო ექსპონენტურად არაჰომოგენური გახდა ფართომასშტაბიანი. ეს არაჰომოგენურობებია მეტ, ასი მეტ, ასი მეთ... მერე ინფლაცია დასრულდა. შემდეგ - სამყაროს ეს ნაწილი ჯერ კიდევ ვერ ხედავს სამყაროს ამ ნაწილს. შემდეგ დრო გავიდა და მათ ერთმანეთი დაინახეს. და როცა დაინახეს, სამყაროს ამ ნაწილმა თქვა: „აჰ, მე ნაკლები ენერგია მაქვს, შენ კი მეტი ენერგია; მოდი, ჩემგან ყველა ქვა ამ მიმართულებით გაფრინდება, რადგან გრავიტაცია აქ უფრო ძლიერია. და ეს რყევები იყინება. ანუ თავიდან ისინი გაიყინეს - სამყაროს სწრაფი გაფართოების გამო. შემდეგ კი, როდესაც სამყაროს ორმა ნაწილმა დაინახა ერთმანეთი, ეს რყევები გაიყინა და ეს ფაქტიურად... ბარონ მუნჰაუზენის მიხედვით.

არ ვიცი, ბავშვობაში ახლა გასწავლიან, ბარონ მიუნჰაუზენს კითხულობენ იქ? წაკითხული ვიყავით. როცა მოგზაურობდა რუსეთში. მიუხედავად იმისა, რომ ის გერმანელი მატყუარა იყო, მან იმოგზაურა რუსეთში, ციმბირში. ნადირობდნენ. და ისეთი საშინელი ყინვა იყო, რომ როცა სურდა მეგობრებთან შეკრება დაერეკა, თქვა „ტუ-ტუ-ტუ-ტუ!“, მაგრამ არაფერი მომხდარა, რადგან ხმა გაყინულიყო საყვირში. ჰოდა, მაშინ ციოდა, თოვლში გამოქვაბული ამოთხარა, გამოცდილმა ადამიანმა, იქ დამარხა... მეორე დილით უცებ ესმის: „ტუ-ტუტუ-ტუტუ!“. Რა მოხდა? ხმა ქრება. რადგან დილით მზე გამოჩნდა, ყველაფერი, თოვლი დნება და ხმა ჩაქრა ...

აქაც ასეა: ჯერ კვანტური რყევები გაიყინა, გავრცელდა შორ მანძილზე, შემდეგ კი, როცა საქმე გალაქტიკების ფორმირებას მიუახლოვდა, გაიყინა და არაერთგვაროვნება შეიკრიბა და გალაქტიკად იქცა.

ჯერ დავიწყეთ კვანტური რყევებით. შემდეგ ჩვენ სწრაფად გავხადეთ ისინი უზარმაზარი. და როდესაც ჩვენ ვაკეთებდით მათ დიდს, ჩვენ რეალურად ვაქცევდით მათ კლასიკურს. ამ დროს ისინი არ ირხევა, არ გაქრა, გაიყინა, დიდი იყო. აქ არის ეს ხრიკი - როგორ გავაკეთოთ რაღაც კლასიკური რაღაც კვანტურიდან.

ასე რომ, ეს არის ის, რასაც ფილმი აჩვენებს. თუ დავიწყებთ რაღაც თითქმის ერთგვაროვანით, როგორც ახლა, და შემდეგ დავიწყებთ ამ სინუსოიდების დამატებას აქ... ყოველი ახალი ჩარჩო აჩვენებს ექსპონენტურად დიდ სამყაროს. მაგრამ კომპიუტერი ვერ გაფართოვდა, ამიტომ სურათები შევკუმშეთ. სინამდვილეში, თქვენ უნდა გესმოდეთ, რომ თითოეული სურათი შეესაბამება ექსპონენტურად უფრო დიდ და დიდ სამყაროს. და ყველა ამ მნიშვნელობის ტალღის სიგრძე, ისინი თითქმის ერთნაირია მათი შექმნის მომენტში. შემდეგ ისინი იჭიმებიან, მაგრამ აქ ვერ ხედავთ, რომ ეს არის ჯანსაღი სინუსოიდი. როგორც ჩანს, ეს მწვერვალია, იქ, კოშკი მკვეთრია... ეს უბრალოდ იმიტომ, რომ კომპიუტერმა შეკუმშა ისინი.

სხვა რამ ასევე არ ჩანს: რომ იმ ადგილებში, სადაც სკალარული ველი შემთხვევით გადახტა ძალიან მაღლა, ამ ადგილას სკალარული ველის ენერგია იმდენად დიდი აღმოჩნდება, რომ ამ ადგილას სამყარო იწყებს გაფართოებას კიდევ უფრო სწრაფად, ვიდრე მასზე. აქ გაფართოვდა. და ამიტომ, სინამდვილეში, თუ სწორი იყო სურათის დახატვა - კარგი, უბრალოდ, კომპიუტერს არ შეუძლია ამის გაკეთება და ეს არ არის კომპიუტერის ბრალი, უბრალოდ ფიზიკაა ასეთი: თქვენ ვერ წარმოიდგენთ მრუდე სივრცეს. ჩვენს სივრცეში ის უბრალოდ დახრილია, როგორც მოხრილი ზედაპირი, ის ყოველთვის არ არის წარმატებული, ამიტომ აქ არაფერი შეიძლება გაკეთდეს - უბრალოდ უნდა გესმოდეთ, რომ ეს მწვერვალებია, რაც ნიშნავს, რომ ზომა აქედან აქამდე ბევრია. ზომაზე მეტიაქედან აქამდე. ეს სინამდვილეში ჯანსაღი ბუშტია.

ეს არის ის, რაც ... - ასევე რუსული განათლების უპირატესობა - ის, რაც აღმოვაჩინეთ, როდესაც უნივერსიტეტში სამხედრო პრაქტიკაში ვიყავით: რომ მანძილი სწორი ხაზის გასწვრივ გაცილებით მეტია, ვიდრე მანძილი მრუდის გასწვრივ, თუ სწორი ხაზი გადის ოფიცრის გვერდით... აი, ამ მწვერვალთან სწორი ხაზით რომ მიდიხარ, ვერასოდეს მიაღწევ, რადგან მანძილი უფრო და უფრო მეტი იქნება. მრუდი სივრცის გააზრება შესაძლებელია ორი გზით. პირველი - ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ სამყაროს გაფართოებაზე, ხოლო მეორე - შეგვიძლია ვისაუბროთ ადამიანის შეკუმშვაზე. ადამიანი არის ყველაფრის საზომი. თუ აქედან ფეხით მიდიხართ და მწვერვალთან ახლოს მიხვალთ, მაშინ შეიძლება ითქვას, რომ თქვენი ნაბიჯები სულ უფრო და უფრო პატარავდება, მცირდება და მცირდება და ამიტომ გიჭირთ სიარული. ეს არის სხვაგვარი გაგება იმისა, თუ რა არის აქ ბუშტი - ეს უბრალოდ ადგილია, სადაც თქვენ თვითონ იკუმშებით სამყაროსთან შედარებით. ეს არის თითქმის ექვივალენტური რამ.

საიდან ვიცით ეს ყველაფერი? როგორ გავიგოთ, რომ ეს ყველაფერი მართალია? ისე, პირველ რიგში, მართალი გითხრათ, თავიდანვე ვიცოდით, რომ ეს ასე იყო. იმიტომ, რომ თეორია ისეთი ლამაზი იყო, ისე მარტივად ხსნიდა ყველაფერს, რომ ამის შემდეგ ექსპერიმენტული მტკიცებულებაც კი ნამდვილად არ იყო საჭირო, რადგან სამყარო არის... დიდი? - Დიდი. პარალელური ხაზები არ იკვეთება? - არ იკვეთოთ... და ასე შემდეგ. სხვა ახსნა არ ჰქონდა.

ამიტომ, როგორც იყო, აქ არის ექსპერიმენტული მონაცემები. მაგრამ ხალხს, ყოველ შემთხვევაში, მათ სურთ არა მხოლოდ ასე, არამედ სურთ სხვა რამის პროგნოზირება, რაც ჩვენ არ ვიცოდით და დადასტურდეს. და ერთ-ერთი წინასწარმეტყველება არის ეს კვანტური რყევები... კარგი იქნებოდა მათი ცაში დანახვა, მაგრამ ჩვენ არ ვნახეთ. და ერთმანეთის მიყოლებით, დაიწყო სხვადასხვა სისტემების გაშვება, თანამგზავრები, პირველი ღირსშესანიშნავი თანამგზავრი იყო Kobe (COBE), გაშვებული 90-იანი წლების დასაწყისში და ხალხმა მხოლოდ გასულ წელს მიიღო ნობელის პრემიები ამისათვის. მათ დაინახეს შემდეგი. მათ დაინახეს, რომ მიკროტალღური გამოსხივება, რომელიც ჩვენამდე მოდის სამყაროს სხვადასხვა მხრიდან, ოდნავ ანისოტროპულია.

ახლა მე აგიხსნით რა არის სასწორზე. 60-იანი წლების შუა ხანებში ადამიანებმა დაინახეს, რომ დაახლოებით 2,7 კ ტემპერატურის მქონე რადიაცია მოდიოდა დედამიწაზე, რაღაც ასეთი, რადიოტალღები, ძალიან დაბალი ენერგიის, მაგრამ ყველა მხრიდან. მერე მიხვდნენ რაც იყო. სამყარო, როცა აფეთქდა, ცხელი იყო. შემდეგ, როცა გაფართოვდა, ამ ფოტონებმა ენერგია დაკარგეს და ჩვენამდე რომ მიაღწიეს, ჩამოვიდნენ ასე მკვდარი, მცირე, მცირე ენერგიით. და ყველა მხრიდან იყო იგივე ენერგია - 2,7 კ. ტემპერატურა ენერგიის საზომია. შემდეგ მათ დაიწყეს უფრო ყურადღებით დათვალიერება და დაინახეს, რომ ამ მიმართულებით ტემპერატურა 2,7 იყო პლუსიდაახლოებით 10 -3 მეტი, მაგრამ ამ მიმართულებით 2.7 მინუსკიდევ 10-3. და რატომ არის ეს? და აი რატომ: რადგან დედამიწა მოძრაობს მთელ სამყაროსთან მიმართებაში. და არის ეს წითელ ცვლა. იმ მიმართულებით, სადაც ჩვენ მივდივართ, იქ ცა უფრო ცისფერი ხდება, ფოტონები ცოტა უფრო ენერგიულად შემოდიან. და საიდანაც ჩვენ მივდივართ, ისინი ოდნავ წითლდებიან. ეს იყო მარტივი ეფექტი. და ჩვენ მაშინვე მივხვდით, რამდენად სწრაფად მივდივართ CMB-თან მიმართებაში, ყველაფერი მარტივი იყო.

და შემდეგ ხალხს სურდა გაეგო, იყო თუ არა რაიმე სხვა სტრუქტურა? და ასე გაუშვეს თანამგზავრები, ერთ-ერთი მათგანია კობი და აი, სურათზე WMAP არის დახატული, ასეთი თანამგზავრი. და სურათი, რომელიც გვიჩვენებს, როგორც იქნა, ევოლუციას დროთა განმავლობაში.

ჯერ იყო დიდი აფეთქება, შემდეგ იყო სამყაროს აჩქარება - ინფლაცია, შემდეგ იყო კვანტური რყევები, რომლებიც გაიყინა, შემდეგ ამ კვანტურმა რყევებმა, რომლებიც გაიყინა, გამოიწვია სამყაროში პატარა სტრუქტურის გაჩენა. ამ დროს სამყარო ძალიან ცხელი იყო. იმდენად ცხელა, რომ სიგნალები ჩვენამდე უბრალოდ არ მოაღწიეს, ისევე როგორც მზე ჩვენთვის გაუმჭვირვალეა აქ: ძალიან ცხელია, ამიტომ მზის სიღრმეში მხოლოდ რამდენიმე ასეული კილომეტრის დანახვა შეგვიძლია. Აქ…

და შემდეგ უცებ სამყარო გამჭვირვალე გახდა ჩვეულებრივი გამოსხივებისთვის, რადგან ელექტრონები პროტონებთან გაერთიანდნენ ატომებად და შემდეგ, როდესაც სამყარო მეტ-ნაკლებად ნეიტრალური გახდა, სინათლე დაიწყო ჩვენში გადასვლა. და აქ ჩვენ ვხედავთ რადიაციას, რომელიც გავიდა ამ მომენტიდან. და ამ თანამგზავრებიდან, მათ დაათვალიერეს და გაზომეს ტემპერატურა სხვადასხვა წერტილებისამყაროში 10 -5 კ სიზუსტით. უბრალოდ წარმოიდგინეთ, რომ ლაბორატორიაში ძნელი იყო კელვინის ერთი გრადუსი ტემპერატურის მიღწევა. ადამიანებმა გაზომეს სამყაროს ტემპერატურა, 2,7 კ პლუს, ამის შემდეგ ბევრი ნიშანია და შემდეგ ამ ტემპერატურის უზუსტობებს გაზომეს 10 -5 სიზუსტით. ისე, სამეცნიერო ფანტასტიკა! საერთოდ არ მჯეროდა, რომ ეს შესაძლებელი იყო, მაგრამ შემდეგ დავიწყე ჩემი ექსპერიმენტული მეგობრების ნდობა, რადგან ვიცით, რომ თეორეტიკოსები ვართ, მაგრამ თურმე ექსპერიმენტატორები ...

მაშ, აი, გაზომეს ცაში ისეთი პატარა ლაქები, ეს პატარა ლაქები - აქ არის დახატული. ჩვენ ვიცით, რომ სადაც ენერგია მეტია - ეს არის ლურჯი ცვლა, სადაც ენერგია ნაკლებია - ეს არის წითელი ცვლა, მაგრამ აქ პირიქითაა. ადამიანები, რომლებმაც ეს რუკა გააფერადეს, მიხვდნენ, რომ ადამიანების ფსიქოლოგია ასე არ მუშაობს. მაინც არ არის ხილული სინათლე, ეს არის რადიო ემისია, შესაბამისად არც წითელი, არც თეთრი, არცერთი. ამიტომ ხელოვნურად დახატეს. და სწორედ ეს არის წითელი, ეს არის იმის გაგება, თუ რა არის იქ ცხელი. და სადაც ლურჯია, იმის გაგება, რომ ცივა. ასე რომ, მათ ზუსტად საპირისპიროდ დახატეს. მაგრამ ამას არ აქვს მნიშვნელობა. მთავარია, რომ ცაში ეს ლაქები სიზუსტით იყოს 10 -5-მდე.

თუ ყურადღებით დააკვირდებით ამ ცის ნაწილს, მაშინ ეს არის სურათი, რომელიც გამოდის აქ. აქ არის ლაქები. რა არის ეს? და ეს რა არის. სკალარული ველის ეს კვანტური რყევები წარმოიშვა, გავრცელდა მთელ ცაზე, იქ გაიყინა, ოდნავ შეცვალა სამყაროს გეომეტრია და იქ მატერიის სიმკვრივე, შეცვალა ტემპერატურა ამის გამო. რელიქტური გამოსხივება, რომელიც ჩვენამდე მოდის და, შესაბამისად, ეს ტემპერატურა, ეს არაერთგვაროვნება, არის იმ კვანტური რყევების ფოტოსურათი, რომელიც წარმოიშვა ინფლაციის ბოლო ეტაპებზე - წარმოიქმნა და გაიყინა. ანუ, ჩვენ ახლა ვხედავთ მთელ ცას და მთელი ეს ცა ჰგავს ფოტოგრაფიულ ფირფიტას, რომელიც ასახავს კვანტურ რყევებს, რომლებიც წარმოიშვა ინფლაციის ბოლო ეტაპზე, დაახლოებით 10-30 წმ. ჩვენ ვხედავთ ფოტოს, თუ რა მოხდა დიდი აფეთქებიდან 10-დან 30 წამამდე. აბა, სასწაულები, რა ვთქვა!

ჩვენ არა მხოლოდ ვხედავთ ამ ფოტოს - ჩვენ შევისწავლეთ მისი სპექტრული თვისებები. ანუ, ამ ლაქებს დიდი კუთხოვანი ზომებში აქვთ ერთი ინტენსივობა, მცირე კუთხის ზომებში მათ აქვთ განსხვავებული ინტენსივობა. ჩვენ გამოვთვალეთ ამ რყევების სპექტრი და გავარკვიეთ, რომ სპექტრი ასეთია: შავი ლაქები არის ის, რასაც ეს WMAP თანამგზავრი ექსპერიმენტულად ხედავს. მას შემდეგ, სხვა შედეგებიც გამოჩნდა, რომლებიც ვრცელდება ამ სფეროში, მაგრამ მე არ დავიწყე მათი აქ წარდგენა ახლა. მაგრამ წითელი ხაზი არის ინფლაციური სამყაროს უმარტივესი მოდელის თეორიული პროგნოზები და შავი წერტილები არის ის, რაც ექსპერიმენტულად ჩანს.

აქ არის გარკვეული ანომალიები. დიდი კუთხით, ყველაზე დიდი მანძილი მცირეა. Აქ ლ- რაც არის აქ, აქ, ამ ღერძზე, არის ჰარმონიების რაოდენობა. ანუ მით უფრო ლ, რაც მეტი ჰარმონია, მით უფრო მცირეა კუთხე. მცირე კუთხით, შესანიშნავი შეთანხმება ექსპერიმენტულ მონაცემებთან. მაღალი კუთხით, რაღაც სრულიად გაუგებარი ხდება. მაგრამ შესაძლოა ეს უბრალოდ უზუსტობების გამო იყოს, რადგან ჩვენ გვაძლევენ სამყაროს მხოლოდ ერთ ნაწილს: ჩვენ ვსწავლობთ სტატისტიკას და გვაქვს სტატისტიკა - როგორ გადაატრიალეთ მონეტა ერთხელ, რა სტატისტიკა გჭირდებათ? ასჯერ უნდა გადააგდო, რომ ნახოთ რა მოხდა დაახლოებით 50/50. ამიტომ, დიდი კუთხით, სტატისტიკა არ არის ძალიან ზუსტი. სულ ერთია, რამდენიმე პუნქტი ამოვარდება - არის გარკვეული პრობლემა, აქ რა ხდება. სამყაროში არის რამდენიმე ანიზოტროპია, რომელთა ახსნა ჯერ არ შეგვიძლია ფართო მასშტაბით. მაგრამ მიუხედავად ამისა, ფაქტია, რომ ყველა სხვა პუნქტი, თურმე, იდეალურად ჯდება. ასე რომ, თეორიასა და ექსპერიმენტს შორის შეთანხმება ძალიან შთამბეჭდავია.

მე თვითონ გადავწყვიტე, რომ უნდა გამომენახა გზა, რათა ამეხსნა სამყაროს სურათის ცვლილება უბრალო ენა. და სამყაროს სურათი... ახლა მე ჯერ კიდევ არ მივაღწიე მრავალმხრივი სამყაროს ამ თეორიას. ეს მაინც მარტივი სურათია... ასე რომ. სამყაროს სურათის შეცვლა, ასე გამოიყურება. რომ ჩვენ ვსხედვართ დედამიწაზე და ვიყურებით გარშემო. ახლა კი გარშემორტყმული ამ ბროლის სფეროთი. ჩვენ ვერაფერს ვხედავთ, მაგრამ იქ არის ვარსკვლავები, პლანეტები... და ჩვენ ვიცით, რომ ჩვენ ვიყენებთ ჩვენს კოსმოლოგიას, როგორც დროის მანქანას.

თუ ავიღებთ და შევხედავთ, იქ, მზეს, ჩვენ ვხედავთ მზეს, როგორც ეს იყო რამდენიმე წუთის წინ. მოდით შევხედოთ შორეულ ვარსკვლავებს. ჩვენ დავინახავთ ვარსკვლავებს, როგორც ისინი იყვნენ მრავალი წლის წინ, ასობით წლის წინ, ათასობით წლის წინ.

თუ კიდევ უფრო შორს წავალთ, მაშინ დავინახავთ ამ ადგილს, სადაც სამყარო უბრალოდ გაცხელდა და ამ დროს ჩვენამდე მოვიდნენ ფოტონები, ეს არის ის, რასაც ეს თანამგზავრები ხედავენ, აქ ჩვენ ვნახეთ ეს კოსმოსური ცეცხლი. შემდეგ კი სამყარო გაუმჭვირვალეა. გარდა ამისა, უფრო ახლოს ამ დიდ აფეთქებასთან, რომელიც მოხდა ამ 13 მილიარდი წლის წინ, ჩვენ ვერ მივუახლოვდებით. მაგრამ, რა თქმა უნდა, თუ ჩვენ ვიყენებთ, მაგალითად, ნეიტრინოებს, რომლებიც ემიტირებულია ამ დროს - ჩვენ ვიცით, რომ ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ ნეიტრინოები, რომლებიც მოდის მზის ცენტრიდან - ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ ნეიტრინოები, რომლებიც ასხივებენ უფრო ახლოს ამ დიდ აფეთქებასთან. . ახლა ჩვენ ვხედავთ მხოლოდ იმას, რაც იყო დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით 400 000 წლის შემდეგ. კარგი, მაინც... 13 მილიარდთან შედარებით, ოთხასი ათასი საკმაოდ კარგია... მაგრამ ნეიტრინოები რომ არსებობდეს, ჩვენ ბევრად უფრო ახლოს მივუახლოვდით. გრავიტაციული ტალღები რომ ყოფილიყო, ჩვენ შეგვეძლო ძალიან ახლოს მივსულიყავით დიდ აფეთქებასთან, სწორედ აქ, ფაქტიურად დიდი აფეთქებიდან ამ დრომდე.

რას ამბობს ინფლაცია? და ინფლაცია ამბობს ამას. რომ სინამდვილეში მთელი ეს ცეცხლი კოსმოსურია, ის გაჩნდა ინფლაციის შემდეგ და აქ არის ექსპონენციურად დიდი სივრცე, როდესაც მთელი სამყარო ივსებოდა მხოლოდ სკალარული ველით, როცა არ არსებობდა ნაწილაკები და თუნდაც ისინი იყვნენ, მაშინ მათი სიმკვრივე მუდმივად დაეცემა ექსპონენტურად, რადგან სამყარო ექსპონენტურად ფართოვდება.

ამიტომ, რაც არ უნდა იყო ინფლაციამდე, ამას არანაირი მნიშვნელობა არ აქვს. სამყარო აქ პრაქტიკულად ცარიელი იყო და ენერგია იჯდა ამ სკალარულ ველში. და ამის შემდეგ - დაიმახსოვრე ეს სურათი: სკალარული ველი წავიდა ქვემოთ, ქვემოთ, ქვემოთ, შემდეგ თანდათან, როდესაც მიაღწია ფსკერს, ჰაბლის მუდმივი გახდა პატარა - მან დაიწყო რხევა, ამ დროს, მისი რხევების გამო, მან წარმოქმნა ნორმალური. მატერია. ამ დროის განმავლობაში სამყარო ცხელდებოდა. ამ დროს გაჩნდა ეს ცეცხლი. და ჩვენ ვფიქრობდით, რომ ეს ცეცხლი სამყაროს დასაბამიდან იყო. ჩვენ ვგავდით მგლებს, რომლებსაც ეშინიათ ცეცხლზე გადახტომის, ვიცოდით, რომ ეს სამყაროს დასაწყისია.

თურმე ახლა იმის ასახსნელად, თუ რატომ იყო ეს ცეცხლი ასე ერთნაირად გადანაწილებული, გვჭირდებოდა სცენა, რომელიც ყველაფერს გაათანაბრა. და ეს არის ინფლაციის ეტაპი.

და მაშინ შეგიძლია წახვიდე შორს, ცაში ამ ადგილის მიღმა, რადგან სამყარო იმდენად დიდია, იქ იმდენი იყო. და თუ უფრო შორს წავალთ, დავინახავთ ამ ადგილებს, სადაც ხდება კვანტური რყევები, რომლებიც წარმოქმნიან გალაქტიკებს. და ჩვენ დავინახავთ იმ ადგილებს, სადაც ეს რყევები იმდენად დიდია, რომ მათ წარმოქმნა სამყაროს ახალი ნაწილები, რომლებიც სწრაფად ფართოვდებიან და რომლებიც წარმოიქმნება და წარმოიქმნება. და ახლა. სამყარო, ამ კვანტური რყევების გამო, თავად წარმოქმნის არა მხოლოდ გალაქტიკებს, არამედ თავის დიდ ნაწილებს. და ის ხდება უსასრულო და თვითრეპროდუცირებადი სამყარო.

მაგრამ ამ ყველაფრის გარდა, არის კიდევ ერთი ეფექტი. მე გითხარით სამყაროს შესახებ, რომელშიც მხოლოდ ერთი ტიპის სკალარული ველი იყო. ასეთი მარტივი პოტენციალის მქონე სკალარული ველი... ვიცით, რომ თუ გვინდა ელემენტარული ნაწილაკების თეორია სრულად აღვწეროთ, მაშინ ბევრი სკალარული ველი გვჭირდება. მაგალითად, ელექტროსუსტი ურთიერთქმედების თეორიაში არის ჰიგსის ველი. და ჰიგსის ველი ჩვენი სხეულის ყველა ნაწილაკს ამძიმებს. ანუ ელექტრონები იძენენ მასებს, პროტონები იძენენ მასებს, ფოტონები არ იძენენ მასას. სხვა ნაწილაკები მასას იძენენ. სკალარული ველის მიხედვით ისინი იძენენ სხვადასხვა მასას.

მაგრამ ამით საქმე არ მთავრდება. ასევე არსებობს დიდი გაერთიანების თეორია, რომელშიც წარმოიქმნება სხვადასხვა ტიპის სკალარული ველი. ეს სხვა სფეროა. ეს რომ არ ყოფილიყო, მაშინ არ იქნებოდა ფუნდამენტური განსხვავება ლეპტონებსა და ბარიონებს შორის, მაშინ პროტონები ადვილად დაიშლებოდნენ პოზიტრონად, არ იქნებოდა განსხვავება მატერიასა და ანტიმატერიას შორის. იმის ასახსნელად, თუ რა მოხდა იქ, როგორ დაშორდა ეს საგნები, კიდევ ერთი სკალარული ველის შემოღება იყო საჭირო... პრინციპში, ასეთი სკალარული ველი შეიძლება ბევრი იყოს. თუ გადავხედავთ უმარტივეს თეორიას - სუპერსიმეტრიულს - დიდი გაერთიანების თეორიას, გამოდის, რომ მასში არსებული პოტენციური ენერგია ასეა დახატული ...

ესეც მიახლოებითი სურათია რეალურად. ეს არის რაღაც ველი, რომელიც რეალურად არის მატრიცა. ახლა კი, ამ ველის ერთი მნიშვნელობით, არ არის სიმეტრიის დარღვევა სუსტ და ძლიერ ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებებს შორის, არ არის განსხვავება ლეპტონებსა და ბარიონებს შორის. არის კიდევ ერთი ველის მნიშვნელობა, რომელშიც სიმეტრიის დარღვევის სპეციალური ტიპი საერთოდ არ არის ის, რაც ჩვენ ვხედავთ. არსებობს მესამე მინიმუმი, რომელშიც მხოლოდ ჩვენი სამყაროს ფიზიკაა. სინამდვილეში, ჩვენ ჯერ კიდევ უნდა დავწეროთ ჩვენი სკალარული ველი და თუ ყველაფერს ერთად დავწერთ, მაშინ იქნება ათეული ასეთი მინიმუმი. ყველა მათგანს აქვს, ერთი დაახლოებით, ერთი და იგივე ენერგია და ჩვენ ვცხოვრობთ ამ მინიმუმებიდან მხოლოდ ერთში.

და შემდეგ ჩნდება კითხვა: როგორ შევედით ამ მინიმუმამდე? და ძალიან ადრეულ სამყაროში, როდესაც ტემპერატურა ცხელი იყო, მხოლოდ ეს მინიმალური იყო. და გაჩნდა პრობლემა: როგორ ჩავვარდით მაშინ ამ მინიმუმში, რადგან ადრეულ სამყაროში, იმ თეორიის შესაბამისად, რომელიც ჩვენ განვავითარეთ აქ დევიდ აბრამოვიჩ კირჟნიცთან ერთად, რომელმაც თავის თავში მოიფიქრა ეს იდეა, იმის შესახებ, რომ ქ. ადრეული სამყარო, ყველა ურთიერთქმედებას შორის სიმეტრია აღდგენილია. და სწორედ მაშინ უნდა ვიჯდეთ აქ. მერე აქ როგორ მოვხვდით? და ერთადერთი გზა, რისი მიღწევაც შეგვიძლია, არის კვანტური რყევების მეშვეობით, რომლებიც წარმოიქმნება ინფლაციის დროს.

მაგრამ ეს სკალარული ველიც გადახტა და ასევე გაიყინა. და მას შეუძლია ამ მინიმუმამდე გადახტომა, აქამდე გადასვლა, უკან გადახტომა. შემდეგ, თუ ის გადახტა ერთ-ერთ იმ მინიმუმზე, სამყაროს იმ ნაწილზე, რომელშიც ჩვენ ამ მინიმუმს მოვხვდით, ის ექსპონენციალურად დიდი გახდა. ეს დაიწყო ექსპონენტურად დიდი, ეს... და სამყარო დაიშალა ექსპონენციურად დიდი ზომის ნაწილებად. ყველა შესაძლო ტიპის ფიზიკით თითოეულ მათგანში.

Რას ნიშნავს ეს? რომ, პირველ რიგში, შეიძლება იყოს ბევრი სკალარული ველი. მეორეც, შეიძლება არსებობდეს მრავალი განსხვავებული მინიმუმი. და ამის შემდეგ, იმისდა მიხედვით, თუ სად მივედით, სამყარო შეიძლება დაიშალოს დიდად, ექსპონენციალურად დიდი ტერიტორიები, რომელთაგან თითოეული, ყველა თავისი თვისებით, გამოიყურება - ადგილობრივად - როგორც უზარმაზარი სამყარო. თითოეული მათგანი უზარმაზარია. თუ მასში ვცხოვრობთ, ვერ გავიგებთ, რომ სამყაროს სხვა ნაწილები არსებობს. და ფიზიკის კანონები, ფაქტობრივად, განსხვავებული იქნება იქ.

ეს არის, ფაქტობრივად, ფიზიკის კანონი - შეიძლება იგივე იყოს, თქვენც იგივე თეორია გაქვთ - მაგრამ ეს იგივეა, რაც წყალი, რომელიც შეიძლება იყოს თხევადი, აირისებრი, მყარი. მაგრამ თევზს შეუძლია მხოლოდ თხევადი წყალში ცხოვრება. ჩვენ მხოლოდ ამ მინიმუმში შეგვიძლია ცხოვრება. ამიტომ ჩვენ იქ ვცხოვრობთ. არა იმიტომ, რომ სამყაროს ეს ნაწილები არ არსებობს, არამედ იმიტომ, რომ ჩვენ მხოლოდ აქ შეგვიძლია ცხოვრება. ასე ჩნდება ეს სურათი, რომელსაც ჰქვია "მრავალმხრივი სამყარო" ან "მრავალფეროვანი" "სამყაროს" ნაცვლად.

სხვა ენა. ჩვენ ვიცით, რომ ჩვენი თვისებები განისაზღვრება გენეტიკური კოდით - კოდი, რომელიც ჩვენ მემკვიდრეობით მივიღეთ მშობლებისგან. ჩვენ ასევე ვიცით, რომ მუტაციები არსებობს. მუტაციები ხდება მაშინ, როდესაც რაღაც უცნაური ხდება. Როდესაც კოსმოსური სხივებიროდესაც ზოგიერთი ქიმია არასწორია - კარგად, თქვენ ჩემზე უკეთ იცით, რა არის საჭირო მუტაციების შესაქმნელად. ჩვენ ასევე ვიცით, რომ აქ ყველაფერი არის სახეობების უზარმაზარი რაოდენობა - აუცილებელი იყო ეს მუტაციები ყოფილიყო.

ასე რომ, სამყაროს გაფართოების დროს ასევე იყო მუტაციები. თქვენ გაქვთ სამყარო, თუნდაც თავიდანვე იყო ერთ მინიმუმში, შემდეგ მან დაიწყო გადახტომა ერთი მინიმუმიდან მეორეზე და შეიჭრა განსხვავებული ტიპებისამყარო. და კვანტური რყევების ამ მექანიზმს, რომელმაც გადაიტანა სამყარო ერთი ადგილიდან, ერთი მდგომარეობიდან მეორეში - მათ შეიძლება ეწოდოს... ამას შეიძლება ეწოდოს კოსმოსური მუტაციების მექანიზმი.

(სამწუხაროდ, აქ, რა თქმა უნდა, ნაწილი, რისი ჩვენებასაც ვაპირებდი, არ ჩანს. ისე, სიტყვებით...) პეიზაჟი. ეს ტერმინოლოგია წარმოიშვა იმის გამო, რომ ეს ტერმინოლოგია, ეს სურათი, ძალიან მნიშვნელოვანი აღმოჩნდა სიმების თეორიის კონტექსტში. ხალხი დიდი ხანია საუბრობს სიმების თეორიაზე, როგორც ყველა ძალის თეორიის წამყვან კანდიდატზე. მე ამ ადგილას ვარ, სამწუხაროდ, "მცურავი"... მიუხედავად იმისა, რომ მე ვარ ამ სურათის ერთ-ერთი თანაავტორი, რომელიც აქ არის. ანუ მრავალი წლის განმავლობაში ადამიანებმა არ იცოდნენ როგორ აღეწერათ ჩვენი ოთხგანზომილებიანი სივრცე სიმების თეორიის გამოყენებით.

ფაქტია, რომ სიმების თეორია ყველაზე ადვილად ფორმულირებულია ათგანზომილებიან სივრცეში. მაგრამ ათგანზომილებიან სივრცეში ექვსი განზომილება ზედმეტია, როგორმე უნდა მოიშორო. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ ისინი როგორმე უნდა იყოს შეკუმშული პატარა ბურთად ისე, რომ არავინ დაინახოს ისინი, რათა ვერავინ შეძლოს ექვსი მიმართულებით წასვლა და ჩვენ დავინახავთ მხოლოდ ოთხ დიდ განზომილებას - სამ სივრცეს და ერთ დროს. ასე რომ, ჩვენ ვივლით ამ სამ სივრცულ განზომილებაში და ვიფიქრებდით, რომ ჩვენი სამყარო არის სამგანზომილებიანი პლუს ერთი დრო, მაგრამ სინამდვილეში, სადღაც სამყაროს გულში, შეინახება ინფორმაცია, რომ მას აქვს პროლეტარული საწყისი - ათგანზომილებიანი. და მასაც სურს გახდეს ათგანზომილებიანი. ასე რომ, სიმების თეორიაში ყოველთვის აღმოჩნდა, რომ მას სურს იყოს ათგანზომილებიანი და ბოლო დრომდე არ იცოდნენ, როგორ გაეკეთებინათ ის ოთხგანზომილებიანი, დაეტოვებინათ ეს ნორმალური. ყველა შემთხვევაში აღმოჩნდა, რომ ეს მდგომარეობა არასტაბილურია.

1970-იანი წლების შუა პერიოდიდან ფიზიკოსებმა დაიწყეს მუშაობა თეორიული მოდელებისამი ფუნდამენტური ძალის დიდი გაერთიანება - ძლიერი, სუსტი და ელექტრომაგნიტური. ბევრმა ამ მოდელმა მიიყვანა დასკვნამდე, რომ დიდი აფეთქების შემდეგ, ძალიან მასიური ნაწილაკები, რომლებიც ატარებენ ერთ მაგნიტურ მუხტს, უხვად უნდა წარმოქმნილიყო. როდესაც სამყაროს ასაკმა მიაღწია 10-36 წამს (ზოგიერთი შეფასებით, თუნდაც ცოტა ადრე), ძლიერი ურთიერთქმედება გამოეყო ელექტროსუსტს და მოიპოვა დამოუკიდებლობა. ამ შემთხვევაში, ვაკუუმში წარმოიქმნა წერტილოვანი ტოპოლოგიური დეფექტები, რომელთა მასა 10 15 - 10 16 აღემატება პროტონის მასას, რომელიც ჯერ არ არსებობდა. როდესაც, თავის მხრივ, ელექტროსუსტი ძალა გაიყო სუსტ და ელექტრომაგნიტურ ძალად და გამოჩნდა ნამდვილი ელექტრომაგნიტიზმი, ამ დეფექტებმა შეიძინა მაგნიტური მუხტები და დაიწყო. ახალი ცხოვრება- მაგნიტური მონოპოლების სახით.

ჩვენს ადრეულ სამყაროში ფუნდამენტური ურთიერთქმედებების გამიჯვნა ბუნებით იყო ფაზის გადასვლა. ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე ფუნდამენტური ურთიერთქმედება იყო შერწყმული, მაგრამ როდესაც გაცივდა კრიტიკულ ტემპერატურაზე დაბლა, განცალკევება არ ხდებოდა [ეს შეიძლება შევადაროთ წყლის სუპერგაცივებას]. ამ მომენტში გაერთიანებასთან დაკავშირებული სკალარული ველის ენერგია აღემატებოდა სამყაროს ტემპერატურას, რამაც ველი დაჯილდოვა უარყოფითი წნევით და გამოიწვია კოსმოლოგიური ინფლაცია. სამყარომ ძალიან სწრაფად დაიწყო გაფართოება და სიმეტრიის დარღვევის მომენტში (დაახლოებით 10 28 K ტემპერატურაზე), მისი ზომები გაიზარდა 10 50-ჯერ. ურთიერთქმედებების გაერთიანებასთან დაკავშირებული სკალარული ველი გაქრა და მისი ენერგია გარდაიქმნა სამყაროს შემდგომ გაფართოებად.

ცხელი დაბადების დღე

ამ ლამაზმა მოდელმა კოსმოლოგიას უსიამოვნო პრობლემა წარუდგინა. „ჩრდილოეთის“ მაგნიტური მონოპოლები ანადგურებენ „სამხრეთთან“ შეჯახებისას, მაგრამ წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს ნაწილაკები სტაბილურია. მიკროსამყაროს სტანდარტებით უზარმაზარი ნანოგრამის მასის გამო, დაბადებიდან მალევე ისინი იძულებულნი გახდნენ შენელებულიყვნენ არარელატივისტურ სიჩქარეებამდე, გაფანტულიყვნენ სივრცეში და გადარჩებოდნენ ჩვენს დრომდე. დიდი აფეთქების სტანდარტული მოდელის მიხედვით, მათი მიმდინარე სიმკვრივე დაახლოებით პროტონების სიმკვრივეს უნდა შეესაბამებოდეს. მაგრამ ამ შემთხვევაში კოსმოსური ენერგიის მთლიანი სიმკვრივე რეალურზე მინიმუმ კვადრილიონჯერ მეტი იქნება.
მონოპოლების აღმოჩენის ყველა მცდელობა აქამდე წარუმატებლად დასრულდა. როგორც ნაჩვენებია მონოპოლების ძიებაში რკინის საბადოებიდა ზღვის წყალი, მათი რიცხვის შეფარდება პროტონების რაოდენობასთან არ აღემატება 10 -30 . ეს ნაწილაკები ან საერთოდ არ არსებობს ჩვენს კოსმოსურ რეგიონში, ან ისინი იმდენად ცოტაა, რომ ინსტრუმენტები ვერ აღრიცხავენ მათ, მიუხედავად მკაფიო მაგნიტური ხელმოწერისა. ამას ასტრონომიული დაკვირვებებიც ადასტურებს: მონოპოლების არსებობამ უნდა იმოქმედოს მაგნიტური ველებიჩვენი გალაქტიკა, მაგრამ ეს არ არის აღმოჩენილი.
რა თქმა უნდა, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ მონოპოლები საერთოდ არ არსებობდა. ფუნდამენტური ურთიერთქმედებების გაერთიანების ზოგიერთი მოდელი რეალურად არ განსაზღვრავს მათ გარეგნობას. მაგრამ ჰორიზონტისა და ბრტყელი სამყაროს პრობლემები რჩება. მოხდა ისე, რომ 1970-იანი წლების ბოლოს კოსმოლოგიას შეექმნა სერიოზული დაბრკოლებები, რომელთა გადალახვა აშკარად მოითხოვდა ახალ იდეებს.

უარყოფითი წნევა

და ამ იდეებმა არ დააყოვნა. მთავარი იყო ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც გარე სივრცეში მატერიისა და გამოსხივების გარდა არის სკალარული ველი (ან ველები), რომელიც ქმნის უარყოფით წნევას. ეს სიტუაცია პარადოქსულად გამოიყურება, მაგრამ ეს ხდება Ყოველდღიური ცხოვრების. დადებითი წნევის სისტემა, როგორიცაა შეკუმშული გაზი, კარგავს ენერგიას გაფართოების და გაგრილებისას. მეორეს მხრივ, ელასტიური ზოლი უარყოფითი წნევის მდგომარეობაშია, რადგან, გაზისგან განსხვავებით, ის მიდრეკილია არა გაფართოების, არამედ შეკუმშვისკენ. თუ ასეთი ლენტი სწრაფად დაიჭიმება, გაცხელდება და თერმული ენერგიაგაიზრდება. სამყაროს გაფართოებასთან ერთად, უარყოფითი წნევის ველი აგროვებს ენერგიას, რომელიც, გამოთავისუფლებისას, შეუძლია ნაწილაკების და სინათლის კვანტების წარმოქმნა.

ბინის პრობლემა

ასტრონომები დიდი ხანია დარწმუნებულნი არიან, რომ თუ არსებული გარე სივრცე დეფორმირებულია, ის საკმაოდ ზომიერადაა. ფრიდმანისა და ლემაიტრის მოდელები საშუალებას გვაძლევს გამოვთვალოთ რა იყო სივრცის გამრუდება დიდი აფეთქების შემდეგ. გამრუდება შეფასებულია უგანზომილებიანი პარამეტრის Ω გამოყენებით, თანაფარდობის ტოლიკოსმოსური ენერგიის საშუალო სიმკვრივე მის მნიშვნელობამდე, რომლის დროსაც ეს მრუდი ხდება ნულის ტოლი და სამყაროს გეომეტრია, შესაბამისად, ბრტყელი ხდება. დაახლოებით 40 წლის წინ, უკვე აღარ იყო ეჭვი, რომ თუ ეს პარამეტრი განსხვავდება ერთიანობისგან, მაშინ არა უმეტეს ათჯერ ამა თუ იმ მიმართულებით. აქედან გამომდინარეობს, რომ დიდი აფეთქებიდან ერთი წამის შემდეგ იგი განსხვავდებოდა ერთიანობისგან დიდი ან პატარა მხარემხოლოდ 10-14! ასეთი ფანტასტიკურად ზუსტი „ტუნინგი“ შემთხვევითია თუ ფიზიკური მიზეზების გამო? ასე ჩამოაყალიბეს ამერიკელმა ფიზიკოსებმა რობერტ დიკმა და ჯეიმს პიბლსმა პრობლემა 1979 წელს.

ბინის პრობლემა

უარყოფით წნევას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული მნიშვნელობა. მაგრამ არსებობს განსაკუთრებული შემთხვევაროდესაც იგი უდრის კოსმოსური ენერგიის სიმკვრივეს საპირისპირო ნიშნით. ამ სცენარში, ეს სიმკვრივე რჩება მუდმივი სივრცის გაფართოებასთან ერთად, ვინაიდან უარყოფითი წნევა ანაზღაურებს ნაწილაკებისა და სინათლის კვანტების მზარდ „იშვიათობას“. ფრიდმან-ლემერის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ სამყარო ამ შემთხვევაში ექსპონენტურად ფართოვდება.

ექსპონენციური გაფართოების ჰიპოთეზა ხსნის ზემოთ მოცემულ სამივე პრობლემას. დავუშვათ, რომ სამყარო წარმოიშვა უაღრესად მოხრილი სივრცის პაწაწინა „ბუშტიდან“, რომელმაც განიცადა ტრანსფორმაცია, რომელმაც სივრცე დაჯილდოვა უარყოფითი წნევით და ამით აიძულა იგი ექსპონენციალურად გაფართოებულიყო. ბუნებრივია, ამ წნევის გაქრობის შემდეგ, სამყარო დაუბრუნდება თავის ყოფილ „ნორმალურ“ გაფართოებას.

პრობლემების გადაჭრა

ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ სამყაროს რადიუსი ექსპონენციაამდე მიღწევამდე იყო მხოლოდ რამდენიმე ბრძანებით მეტი პლანკის სიგრძეზე, 10 -35 მ. თუ ექსპონენციურ ფაზაში ის იზრდება, ვთქვათ, 1050-ჯერ, მაშინ მისი ბოლომდე გაიზრდება. აღწევს ათასობით სინათლის წელიწადს. როგორი განსხვავებაც არ უნდა იყოს სივრცის გამრუდების პარამეტრს შორის გაფართოების დაწყებამდე ერთიანობისგან, მისი დასასრულისთვის ის 10-100-ჯერ შემცირდება, ანუ სივრცე იდეალურად ბრტყელი გახდება!
მონოპოლების პრობლემაც ანალოგიურად წყდება. თუ ტოპოლოგიური დეფექტები, რომლებიც მათი წინამორბედები გახდნენ, წარმოიშვა ექსპონენციალურ გაფართოებამდე ან თუნდაც მის დროს, მაშინ მის დასასრულს ისინი უნდა დაშორდნენ ერთმანეთს გიგანტური მანძილით. მას შემდეგ სამყარო მნიშვნელოვნად გაფართოვდა და მონოპოლების სიმკვრივე თითქმის დაეცა. ნული. გამოთვლები აჩვენებს, რომ მაშინაც კი, თუ ჩვენ გამოვიკვლევთ კოსმოსურ კუბს, რომლის ზღვარი მილიარდი სინათლის წელია, მაშინ უმაღლესი ხარისხიალბათობა არ არის ერთი მონოპოლი.
ექსპონენციური გაფართოების ჰიპოთეზა ასევე გვთავაზობს ჰორიზონტის პრობლემის მარტივ გადაწყვეტას. დავუშვათ, რომ ჩანასახის „ბუშტის“ ზომა, რომელმაც საფუძველი ჩაუყარა ჩვენს სამყაროს, არ აღემატებოდა იმ გზას, რომლის გავლაც სინათლეს ჰქონდა დრო დიდი აფეთქების შემდეგ. ამ შემთხვევაში მასში შეიძლებოდა დამყარებულიყო თერმული წონასწორობა, რაც უზრუნველყოფდა ტემპერატურის თანასწორობას მთელ მოცულობაში, რაც შენარჩუნებული იყო ექსპონენციური გაფართოების დროს. ასეთი ახსნა მოცემულია კოსმოლოგიის ბევრ სახელმძღვანელოში, მაგრამ ამის გარეშე შეგიძლიათ.

ერთი ბუშტიდან

1970-იანი და 1980-იანი წლების მიჯნაზე, რამდენიმე თეორეტიკოსმა, რომელთაგან პირველი იყო საბჭოთა ფიზიკოსი ალექსეი სტარობინსკი, განიხილეს სამყაროს ადრეული ევოლუციის მოდელები ექსპონენციური გაფართოების მოკლე ეტაპით. 1981 წელს ამერიკელმა ალან გუტმა გამოაქვეყნა ნაშრომი, რომელმაც ეს იდეა წინ წამოიწია. მან პირველმა გააცნობიერა, რომ ასეთი გაფართოება (სავარაუდოდ, 10-34 წმ-ზე მთავრდება) აშორებს მონოპოლების პრობლემას, რომელიც მან თავდაპირველად განიხილა და მიუთითებს ბრტყელ გეომეტრიასთან და ჰორიზონტთან შეუსაბამობების გადაჭრის გზაზე. გუთმა ლამაზად უწოდა ამ გაფართოებას კოსმოლოგიური ინფლაცია და ტერმინი საყოველთაოდ მიღებული გახდა.

იქ, ჰორიზონტზე

ჰორიზონტის პრობლემა ასოცირდება რელიქტურ გამოსხივებასთან, საიდანაც ის მოდის ჰორიზონტის წერტილიდან, მისი ტემპერატურა მუდმივია 0,001% სიზუსტით. 1970-იან წლებში ეს მონაცემები ჯერ არ იყო ხელმისაწვდომი, მაგრამ მაშინაც ასტრონომები თვლიდნენ, რომ რყევები არ აღემატებოდა 0,1%-ს. ეს იყო საიდუმლო. მიკროტალღური გამოსხივების კვანტები კოსმოსში მიმოფანტეს დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით 400 000 წლის შემდეგ. თუ სამყარო მუდმივად ვითარდებოდა ფრიდმან-ლემაიტრის მიხედვით, მაშინ დედამიწაზე მოსულ ფოტონები ციური სფეროორ გრადუსზე მეტი კუთხური მანძილით დაშორებული სივრცის რეგიონებიდან გამოიყოფა, რომლებსაც მაშინ საერთო არაფერი ჰქონდათ ერთმანეთთან. მათ შორის იყო დისტანციები, რომელთა გადალახვაც სინათლეს უბრალოდ არ შეეძლო სამყაროს მაშინდელი არსებობის მთელი პერიოდის განმავლობაში - სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მათი კოსმოლოგიური ჰორიზონტები არ იკვეთებოდა. აქედან გამომდინარე, მათ არ ჰქონდათ შესაძლებლობა დაემყარებინათ თერმული წონასწორობა ერთმანეთთან, რაც თითქმის ზუსტად გაათანაბრებდა მათ ტემპერატურას. მაგრამ თუ ეს რეგიონები არ იყო დაკავშირებული ფორმირების ადრეულ მომენტებში, როგორ დასრულდა ისინი თითქმის თანაბრად გაცხელებული? თუ ეს დამთხვევაა, ძალიან უცნაურია.

ბინის პრობლემა

მაგრამ გუთის მოდელს მაინც სერიოზული ნაკლი ჰქონდა. ეს საშუალებას აძლევდა გაჩენილიყო მრავალი ინფლაციური ზონა, რომლებიც განიცდიდნენ ერთმანეთთან შეჯახებას. ამან გამოიწვია უაღრესად მოუწესრიგებელი კოსმოსის წარმოქმნა მატერიისა და გამოსხივების არაერთგვაროვანი სიმკვრივით, რომელიც სრულიად განსხვავდება რეალურისგან. სივრცე. თუმცა, მალე ანდრეი ლინდემ მეცნიერებათა აკადემიის ფიზიკური ინსტიტუტიდან (FIAN) და ცოტა მოგვიანებით ანდრეას ალბრეხტმა და პოლ სტეინჰარდტმა პენსილვანიის უნივერსიტეტიდან აჩვენეს, რომ თუ შეცვლით სკალარული ველის განტოლებას, მაშინ ყველაფერი თავის ადგილზე დგება. აქედან მოჰყვა სცენარი, რომლის მიხედვითაც მთელი ჩვენი დაკვირვებადი სამყარო წარმოიქმნება ერთი ვაკუუმური ბუშტიდან, სხვა ინფლაციური რეგიონებისგან წარმოუდგენლად დიდი მანძილით გამოყოფილი.

ქაოტური ინფლაცია

1983 წელს ანდრეი ლინდემ მოახდინა კიდევ ერთი მიღწევა, შეიმუშავა ქაოტური ინფლაციის თეორია, რამაც შესაძლებელი გახადა აეხსნა როგორც სამყაროს შემადგენლობა, ასევე კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების ერთგვაროვნება. ინფლაციის დროს, სკალარული ველში არსებული ნებისმიერი არაერთგვაროვნება იმდენად იჭიმება, რომ პრაქტიკულად ქრება. ინფლაციის ბოლო სტადიაზე ეს ველი იწყებს სწრაფად რხევას მის მინიმუმთან ახლოს. პოტენციური ენერგია. ამ შემთხვევაში უხვად იბადებიან ნაწილაკები და ფოტონები, რომლებიც ინტენსიურად ურთიერთობენ ერთმანეთთან და წონასწორულ ტემპერატურას აღწევენ. ასე რომ, ინფლაციის ბოლოს, ჩვენ გვაქვს ბრტყელი ცხელი სამყარო, რომელიც შემდეგ ფართოვდება დიდი აფეთქების სცენარის მიხედვით. ეს მექანიზმი განმარტავს, თუ რატომ ვაკვირდებით კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივებას მცირე ტემპერატურის რყევებით, რაც შეიძლება მიეწეროს კვანტურ რყევებს სამყაროს არსებობის პირველ ფაზაში. ამრიგად, ქაოტური ინფლაციის თეორიამ გადაჭრა ჰორიზონტის პრობლემა იმ ვარაუდის გარეშე, რომ ექსპონენციური გაფართოების დაწყებამდე ემბრიონული სამყარო თერმული წონასწორობის მდგომარეობაში იყო.

ლინდეს მოდელის მიხედვით, მატერიისა და გამოსხივების განაწილება სივრცეში ინფლაციის შემდეგ უბრალოდ უნდა იყოს თითქმის იდეალურად ერთგვაროვანი, გარდა პირველადი კვანტური რყევების კვალისა. ამ რყევებმა წარმოშვა სიმკვრივის ლოკალური რყევები, რამაც საბოლოოდ წარმოქმნა გალაქტიკური გროვა და კოსმოსური სიცარიელე, რომელიც გამოყოფს მათ. ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ ინფლაციური „გაჭიმვის“ გარეშე რყევები ძალიან სუსტი იქნებოდა და ვერ გახდება გალაქტიკების ემბრიონები. ზოგადად, ინფლაციურ მექანიზმს აქვს უაღრესად ძლიერი და უნივერსალური კოსმოლოგიური შემოქმედება - თუ გნებავთ, ის უნივერსალური დემიურგად გვევლინება. ასე რომ, ამ სტატიის სათაური არ არის გადაჭარბებული.
სამყაროს ზომის მეასედების რიგის მასშტაბებზე (ახლა ის ასობით მეგაპარსეკს შეადგენს), მისი შემადგენლობა იყო და რჩება ერთგვაროვანი და იზოტროპული. თუმცა, მთელი კოსმოსის მასშტაბით, ერთგვაროვნება ქრება. ინფლაცია ჩერდება ერთ სფეროში და იწყება მეორეში და ასე უსასრულოდ. ეს არის თვითრეპროდუცირებადი გაუთავებელი პროცესი, რომელიც წარმოშობს სამყაროების განშტოებას - მულტივერსიას. იგივე ფუნდამენტური ფიზიკური კანონები შეიძლება განხორციელდეს იქ სხვადასხვა ფორმით - მაგალითად, ინტრაბირთვული ძალები და ელექტრონის მუხტი სხვა სამყაროებში შეიძლება იყოს განსხვავებული ჩვენგან. ამ ფანტასტიკურ სურათს ამჟამად სერიოზულად განიხილავენ როგორც ფიზიკოსები, ასევე კოსმოლოგები.

იდეების ბრძოლა

„ინფლაციური სცენარის ძირითადი იდეები ჩამოყალიბდა სამი ათეული წლის წინ“, განმარტავს ანდრეი ლინდე, ინფლაციური კოსმოლოგიის ერთ-ერთი ავტორი, სტენფორდის უნივერსიტეტის პროფესორი. - ამის შემდეგ მთავარი ამოცანა იყო ამ იდეების საფუძველზე რეალისტური თეორიების შემუშავება, მაგრამ რეალიზმის მხოლოდ კრიტერიუმები არაერთხელ შეიცვალა. 1980-იან წლებში გაბატონებული შეხედულება იყო, რომ ინფლაციის გაგება შესაძლებელია დიდი გაერთიანების მოდელების გამოყენებით. შემდეგ იმედები გაქრა და ინფლაციის ინტერპრეტაცია დაიწყო სუპერგრავიტაციის თეორიის კონტექსტში, მოგვიანებით კი - სუპერსიმების თეორიის კონტექსტში. თუმცა ეს გზა ძალიან რთული აღმოჩნდა. პირველი, ორივე ეს თეორია უკიდურესად გამოიყენება რთული მათემატიკადა მეორეც, ისეა მოწყობილი, რომ მათი დახმარებით ძალიან, ძალიან რთულია ინფლაციური სცენარის განხორციელება. აქედან გამომდინარე, აქ პროგრესი საკმაოდ ნელია. 2000 წელს, სამმა იაპონელმა მეცნიერმა, დიდი სირთულეებით, სუპერგრავიტაციის თეორიის ფარგლებში მოიპოვა ქაოტური ინფლაციის მოდელი, რომელიც მე თითქმის 20 წლით ადრე მივიღე. სამი წლის შემდეგ, ჩვენ სტენფორდში გავაკეთეთ ნაშრომი, რომელიც აჩვენა ინფლაციური მოდელების აგების ფუნდამენტური შესაძლებლობა სუპერსიმების თეორიის გამოყენებით და ავუხსენით ჩვენი სამყაროს ოთხგანზომილებიანობას მის საფუძველზე. კერძოდ, ჩვენ გავარკვიეთ, რომ ამ გზით შეგიძლიათ მიიღოთ ვაკუუმური მდგომარეობა დადებითი კოსმოლოგიური მუდმივით, რაც აუცილებელია ინფლაციის გასააქტიურებლად. ჩვენი მიდგომა წარმატებით იქნა შემუშავებული სხვა მეცნიერების მიერ და ამან დიდად შეუწყო ხელი კოსმოლოგიის პროგრესს. ახლა უკვე ნათელია, რომ სუპერსიმების თეორია იძლევა ვაკუუმური მდგომარეობების გიგანტური რაოდენობის არსებობის საშუალებას, რომლებიც სამყაროს ექსპონენციალურ გაფართოებას იწვევს.
ახლა კიდევ ერთი ნაბიჯი უნდა გადავდგათ და გავიგოთ ჩვენი სამყაროს სტრუქტურა. ეს სამუშაოები მიმდინარეობს, მაგრამ უზარმაზარ ტექნიკურ სირთულეებს აწყდებიან და რა შედეგი მოჰყვება, ჯერჯერობით უცნობია. ბოლო ორი წლის განმავლობაში მე და ჩემი კოლეგები ვმუშაობდით ჰიბრიდული მოდელების ოჯახზე, რომლებიც ეყრდნობიან როგორც სუპერსიმებს, ასევე სუპერგრავიტაციას. არის პროგრესი, ჩვენ უკვე შეგვიძლია აღვწეროთ ბევრი რეალური რამ. მაგალითად, ჩვენ ახლოს ვართ იმის გაგებასთან, თუ რატომ არის ვაკუუმის ენერგიის სიმკვრივე ახლა ასე დაბალი, რაც მხოლოდ სამჯერ აღემატება ნაწილაკების და რადიაციის სიმკვრივეს. მაგრამ აუცილებელია გადაადგილება. ჩვენ მოუთმენლად ველით პლანკის კოსმოსური ობსერვატორიის დაკვირვების შედეგებს, რომელიც ზომავს CMB-ის სპექტრალურ მახასიათებლებს ძალიან მაღალი გარჩევადობით. შესაძლებელია, რომ მისი ინსტრუმენტების წაკითხვამ დანის ქვეშ დააყენოს ინფლაციური მოდელების მთელი კლასი და სტიმული მისცეს ალტერნატიული თეორიების განვითარებას.
ინფლაციური კოსმოლოგია ამაყობს მთელი რიგი შესანიშნავი მიღწევებით. მან იწინასწარმეტყველა ჩვენი სამყაროს ბრტყელი გეომეტრია დიდი ხნით ადრე, სანამ ასტრონომები და ასტროფიზიკოსები ამ ფაქტს დაადასტურებდნენ. 1990-იანი წლების ბოლომდე ითვლებოდა, რომ სამყაროში არსებული ყველა მატერიის სრული გათვალისწინებით, Ω პარამეტრის რიცხვითი მნიშვნელობა არ აღემატება 1/3-ს. ბნელი ენერგიის აღმოჩენა დასჭირდა იმის დასარწმუნებლად, რომ ეს მნიშვნელობა პრაქტიკულად ერთის ტოლია, როგორც ეს ინფლაციური სცენარიდან ჩანს. იწინასწარმეტყველეს რელიქტური გამოსხივების ტემპერატურის რყევები და წინასწარ გამოითვალა მათი სპექტრი. მსგავსი მაგალითებიბევრი. ინფლაციური თეორიის უარყოფის მცდელობა არაერთხელ ყოფილა, მაგრამ ვერავინ გამოუვიდა. გარდა ამისა, ანდრეი ლინდეს თქმით, ბოლო წლებში განვითარდა სამყაროების სიმრავლის კონცეფცია, რომლის ფორმირებასაც შეიძლება ეწოდოს სამეცნიერო რევოლუცია: ”მიუხედავად მისი არასრულფასოვნებისა, ის ხდება ფიზიკოსთა ახალი თაობის კულტურის ნაწილი. და კოსმოლოგები“.

ევოლუციის სტანდარტზე

„ინფლაციური პარადიგმა ახლა დანერგილია სხვადასხვა ვარიანტში, რომელთა შორის არ არის აღიარებული ლიდერი“, - ამბობს ალექსანდრე ვილენკინი, ტაფტსის უნივერსიტეტის კოსმოლოგიის ინსტიტუტის დირექტორი. - ბევრი მოდელია, მაგრამ არავინ იცის, რომელია სწორი. ამიტომ, ვისაუბროთ გარკვეულ დრამატულ პროგრესზე ბოლო წლები, Მე არ. და დიახ, არის უამრავი გართულება. მაგალითად, სრულიად გაუგებარია, როგორ შევადაროთ კონკრეტული მოდელის მიერ პროგნოზირებული მოვლენების ალბათობა. AT მარადიული სამყარონებისმიერი მოვლენა უნდა მოხდეს უსასრულო რაოდენობის ჯერ. ასე რომ, ალბათობების გამოსათვლელად, თქვენ უნდა შეადაროთ უსასრულობა, რაც ძალიან რთულია. ასევე არის გადაუჭრელი პრობლემა ინფლაციის დაწყების შესახებ. სავარაუდოდ, თქვენ არ შეგიძლიათ ამის გარეშე, მაგრამ ჯერ არ არის ნათელი, თუ როგორ უნდა მიუახლოვდეთ მას. და მაინც, მსოფლიოს ინფლაციურ სურათს სერიოზული კონკურენტები არ ჰყავს. მე მას შევადარებდი დარვინის თეორიას, რომელსაც თავიდან ასევე ბევრი შეუსაბამობა ჰქონდა. თუმცა ალტერნატივა არ ჰქონდა და საბოლოოდ მეცნიერთა აღიარებაც მოიპოვა. მეჩვენება, რომ კოსმოლოგიური ინფლაციის კონცეფცია მშვენივრად გაუმკლავდება ყველა სირთულეს“.

მისი დაბადებისთანავე, სამყარო წარმოუდგენლად სწრაფად გაფართოვდა.

1930-იანი წლებიდან ასტროფიზიკოსებმა უკვე იცოდნენ, რომ ჰაბლის კანონის თანახმად, სამყარო ფართოვდება, რაც ნიშნავს, რომ მისი დასაწყისი იყო გარკვეული მომენტიწარსულში. ამრიგად, ასტროფიზიკოსების ამოცანა გარეგნულად მარტივი ჩანდა: ჰაბლის გაფართოების ყველა ეტაპის თვალყურის დევნება საპირისპირო ქრონოლოგიაში, შესაბამისი ფიზიკური კანონების გამოყენება თითოეულ ეტაპზე და, ამ გზით ბოლომდე წასვლის შემდეგ - უფრო ზუსტად, თავიდანვე. - ზუსტად რომ გავიგო, როგორ მოხდა ყველაფერი.

თუმცა, 1970-იანი წლების ბოლოს, რამდენიმე პრობლემა გადაუჭრელი დარჩა. ფუნდამენტური პრობლემებიასოცირდება ადრეულ სამყაროსთან, კერძოდ:

• ანტიმატერიის პრობლემა. ფიზიკის კანონების თანახმად, მატერიას და ანტიმატერიას თანაბარი უფლება აქვთ არსებობდნენ სამყაროში ( სმ.ანტინაწილაკები), მაგრამ სამყარო თითქმის მთლიანად მატერიისგან შედგება. რატომ მოხდა ეს?
• ჰორიზონტის პრობლემა.ფონის კოსმოსური გამოსხივების მიხედვით ( სმ.დიდი აფეთქება), ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ, რომ სამყაროს ტემპერატურა ყველგან დაახლოებით ერთნაირია, მაგრამ მისი ცალკეული ნაწილები (გალაქტიკათა გროვები) ვერ კონტაქტში იყვნენ (როგორც ამბობენ, ისინი გარეთ იყვნენ. ჰორიზონტიერთმანეთი). როგორ მოხდა, რომ მათ შორის თერმული წონასწორობა დამყარდა?
• სივრცის გასწორების პრობლემა.როგორც ჩანს, სამყაროს აქვს ზუსტად ის მასა და ენერგია, რომელიც საჭიროა ჰაბლის გაფართოების შესანელებლად და შესაჩერებლად. რატომ აქვს სამყაროს ყველა შესაძლო მასიდან ეს?

ამ პრობლემების გადაჭრის გასაღები იყო იდეა, რომ მისი დაბადებისთანავე სამყარო ძალიან მკვრივი და ძალიან ცხელი იყო. მასში შემავალი მთელი მატერია იყო კვარკებისა და ლეპტონების წითლად ცხელი მასა ( სმ.სტანდარტული მოდელი), რომელსაც არ ჰქონდა ატომებად გაერთიანების საშუალება. ოპერირებს თანამედროვე სამყარო სხვადასხვა ძალები(როგორიცაა ელექტრომაგნიტური და გრავიტაციული ძალები) შემდეგ შეესაბამებოდა ძალთა ურთიერთქმედების ერთ ველს ( სმ.უნივერსალური თეორიები). მაგრამ როდესაც სამყარო გაფართოვდა და გაცივდა, ჰიპოთეტური ერთიანი ველი დაიშალა რამდენიმე ძალად ( სმ.ადრეული სამყარო).

1981 წელს ამერიკელი ფიზიკოსიალან გუტმა გააცნობიერა, რომ ძლიერი ურთიერთქმედების გამოყოფა ერთიანი ველიდან, რომელიც მოხდა სამყაროს დაბადებიდან დაახლოებით 10-35 წამში (უბრალოდ იფიქრეთ - ეს არის 34 ნული და ერთი ათობითი წერტილის შემდეგ!), იყო გარდამტეხი წერტილი მის განვითარებაში. . მოხდა ფაზის გადასვლამატერია ერთი მდგომარეობიდან მეორეში სამყაროს მასშტაბით - წყლის ყინულში გადაქცევის მსგავსი ფენომენი. და როგორც წყლის გაყინვისას, მისი შემთხვევით მოძრავი მოლეკულები უეცრად „იტაცებენ“ და ქმნიან მკაცრ კრისტალურ სტრუქტურას, ასევე გამოთავისუფლებული ძლიერი ურთიერთქმედების გავლენის ქვეშ მოხდა მყისიერი გადაწყობა, მატერიის ერთგვარი „კრისტალიზაცია“ სამყაროში.

ვისაც უნახავს წყლის მილების აფეთქება ან მანქანის რადიატორის მილების აფეთქება ძლიერ ყინვაში, როგორც კი მათში წყალი ყინულად გადაიქცევა, ის დაინახავს. საკუთარი გამოცდილებაიცის, რომ წყალი გაყინვისას ფართოვდება. ალან გუტმა შეძლო ეჩვენებინა, რომ როდესაც ძლიერი და სუსტი ურთიერთქმედება განცალკევდა, მსგავსი რამ მოხდა სამყაროში - ნახტომის მსგავსი გაფართოება. ამ გაფართოებას ე.წ ინფლაციური, ბევრჯერ უფრო სწრაფი ვიდრე ჩვეულებრივი ჰაბლის გაფართოება. დაახლოებით 10-32 წამში სამყარო გაფართოვდა 50 ბრძანებით - ის პროტონზე პატარა იყო და გახდა გრეიფრუტის ზომა (შედარებისთვის: როდესაც წყალი იყინება, ის მხოლოდ 10%-ით ფართოვდება). და სამყაროს ეს სწრაფი ინფლაციური გაფართოება ხსნის ზემოაღნიშნული სამი პრობლემისგან ორს და პირდაპირ ხსნის მათ.

გამოსავალი სივრცის გასწორების პრობლემებიშემდეგი მაგალითი საუკეთესოდ ასახავს ამას: წარმოიდგინეთ კოორდინატთა ბადე დახატული თხელ ელასტიურ რუკაზე, რომელიც შემდეგ შემთხვევით იშლება. თუ ახლა ავიღებთ და ძლიერად შევიძვრებით ამ დაჭყლეტილ ელასტიურ რუკას, ის დაუბრუნდება ბრტყელ ფორმას და მასზე არსებული კოორდინატთა ხაზები აღდგება, რაც არ უნდა დეფორმირებული გვქონდეს მისი დაქუცმაცებისას. ანალოგიურად, რაც არ უნდა მრუდი იყო სამყაროს სივრცე მისი ინფლაციური გაფართოების დასაწყისში, მთავარია, რომ ამ გაფართოების ბოლოს სივრცე მთლიანად გასწორებული აღმოჩნდა. და რადგან ფარდობითობის თეორიიდან ვიცით, რომ სივრცის გამრუდება მასში არსებული მატერიისა და ენერგიის რაოდენობაზეა დამოკიდებული, ცხადი ხდება, რატომ არის სამყაროში საკმარისი მატერია ჰაბლის გაფართოების დასაბალანსებლად.

განმარტავს ინფლაციურ მოდელს და ჰორიზონტის პრობლემა, თუმცა არც ისე პირდაპირ. შავი სხეულის გამოსხივების თეორიიდან ვიცით, რომ სხეულის მიერ გამოსხივებული გამოსხივება დამოკიდებულია მის ტემპერატურაზე. ამრიგად, სამყაროს შორეული ნაწილების ემისიის სპექტრებიდან შეგვიძლია განვსაზღვროთ მათი ტემპერატურა. ასეთმა გაზომვებმა გამაოგნებელი შედეგები მისცა: აღმოჩნდა, რომ სამყაროს ნებისმიერ დაკვირვებად წერტილში ტემპერატურა (ოთხი ათწილადამდე გაზომვის შეცდომით) იგივეა. თუ ჩვეულებრივი ჰაბლის გაფართოების მოდელიდან დავიწყებთ, მაშინ დიდი აფეთქების შემდეგ მატერია ზედმეტად შორს უნდა ყოფილიყო მიმოფანტული იმისთვის, რომ ტემპერატურა გათანაბრებულიყო. ინფლაციური მოდელის მიხედვით, სამყაროს მატერია t=10-35 წამამდე გაცილებით კომპაქტური რჩებოდა, ვიდრე ჰაბლის გაფართოების დროს. ეს უკიდურესად მოკლე პერიოდისავსებით საკმარისი იყო თერმული წონასწორობის დამყარება, რომელიც ინფლაციური ექსპანსიის ეტაპზე არ დაირღვა და დღემდე შენარჩუნებულია.

ამერიკელი ფიზიკოსი, ელემენტარული ნაწილაკებისა და კოსმოლოგიის სპეციალისტი. დაიბადა ნიუ-ბრუნსვიკში, ნიუ ჯერსიში. დოქტორიმიიღო მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიურ ინსტიტუტში, სადაც დაბრუნდა 1986 წელს და გახდა ფიზიკის პროფესორი. გუტმა შეიმუშავა სამყაროს ინფლაციური გაფართოების თეორია ჯერ კიდევ სტენფორდის უნივერსიტეტში, ელემენტარული ნაწილაკების თეორიაზე მუშაობისას. ცნობილია თავისი მიმოხილვით სამყაროს შესახებ, როგორც "დაუსრულებელი თვითშეკრების სუფრის საფარი".

დიდი აფეთქების ზოგადად მიღებულ თეორიას მრავალი პრობლემა აქვს ადრეული სამყაროს აღწერისას. თუნდაც ცალკეული მდგომარეობის უცნაურობას თავი დავანებოთ, რომელიც არავის ემორჩილება ფიზიკური ახსნა, არ არის ნაკლები ხარვეზები. და ეს გასათვალისწინებელია. ზოგჯერ მცირე შეუსაბამობები იწვევს მთელი თეორიის უარყოფას. ამიტომ, როგორც წესი, ჩნდება დამატებითი და დამხმარე თეორიები, რომლებიც შექმნილია სიტუაციის დაძაბულობის გასარკვევად. ამ შემთხვევაში, ინფლაციის თეორია ასრულებს ამ როლს. მაშ ვნახოთ რა პრობლემაა.

მატერიას და ანტიმატერიას აქვს თანაბარი უფლებებიარსებობამდე. მაშინ როგორ ავხსნათ, რომ სამყარო თითქმის მთლიანად მატერიისგან შედგება?

ფონის რადიაციის საფუძველზე დადგინდა, რომ ტემპერატურა სამყაროში დაახლოებით იგივეა. მაგრამ მისი ცალკეული ნაწილები არ შეიძლება იყოს კონტაქტში გაფართოების დროს. მაშინ როგორ დამყარდა თერმული წონასწორობა?

რატომ არის სამყაროს მასა ისეთი, რომ მას შეუძლია შეანელოს და შეაჩეროს ჰაბლის გაფართოება?

1981 წელს ამერიკელი ფიზიკოსი და კოსმოლოგი, დოქტორი ალან ჰარვი გუტი, მასაჩუსეტსის უნივერსიტეტის ასოცირებული პროფესორი, მათემატიკური ამოცანებინაწილაკების ფიზიკოსებმა ვარაუდობდნენ, რომ დიდი აფეთქების შემდეგ წამის ათიდან მინუს ოცდამეხუთე ხარისხში, ზემკვრივმა და ცხელმა მატერიამ, რომელიც ძირითადად კვარკებისა და ლეპტონებისგან შედგებოდა, განიცადა კვანტური გადასვლა კრისტალიზაციის მსგავსი. ეს მოხდა მაშინ, როდესაც ძლიერი ურთიერთქმედებები გამოეყო ერთიან ველს. ალან გუტმა შეძლო ეჩვენებინა, რომ როდესაც ძლიერი და სუსტი ურთიერთქმედება იყოფა, იყო მკვეთრი გაფართოება, როგორც გაყინულ წყალში. ამ გაფართოებას, ჰაბლზე მრავალჯერ უფრო სწრაფად, ინფლაციური ეწოდა.

წამის დაახლოებით ათიდან მინუს ოცდაათი მეორე გრადუსში სამყარო გაფართოვდა 50 ბრძანებით - ის პროტონზე პატარა იყო, ის გახდა გრეიფრუტის ზომა. სხვათა შორის, წყალი მხოლოდ 10%-ით ფართოვდება. ეს სწრაფი ინფლაციური ექსპანსია წყვეტს გამოვლენილი სამი პრობლემისგან ორს. გაფართოება ამცირებს სივრცის გამრუდებას, რაც დამოკიდებულია მასში არსებული მატერიისა და ენერგიის რაოდენობაზე. და ის არ არღვევს თერმულ წონასწორობას, რომელსაც დრო ჰქონდა განვითარებულიყო ინფლაციის დასაწყისში. ანტიმატერიის პრობლემა აიხსნება იმით, რომ საწყისი ეტაპიფორმირება წარმოიშვა კიდევ რამდენიმე ჩვეულებრივი ნაწილაკი. განადგურების შემდეგ წარმოიქმნა ჩვეულებრივი მატერიის ნაწილი, საიდანაც წარმოიქმნა სამყაროს სუბსტანცია.

სამყაროს ფორმირების ინფლაციური მოდელი.

პროტოსამყარო სავსე იყო სკალარული ველით. თავიდან ის ერთგვაროვანი იყო, მაგრამ წარმოიშვა კვანტური რყევები და მასში წარმოიშვა არაჰომოგენურობა. ამ არაჰომოგენურობის დაგროვებით, იშვიათი ხდება ვაკუუმის შექმნით. სკალარული ველი ინარჩუნებს დაძაბულობას და შედეგად მიღებული ბუშტი უფრო და უფრო დიდი ხდება, ფართოვდება ყველა მიმართულებით. პროცესი მიდის ექსპონენტურად, ძალიან მოკლე დრო. აქ გადამწყვეტ როლს თამაშობს მინდვრის საწყისი მახასიათებლები. თუ ძალა დროში მუდმივია, მაშინ ათიდან წამის მინუს ოცდამეექვსე გრადუსამდე პერიოდის განმავლობაში, ვაკუუმის საწყისი ბუშტი შეიძლება გაფართოვდეს დროის ათიდან ოცდამეექვსე ხარისხამდე. და ეს შეესაბამება ფარდობითობის თეორიას, ჩვენ ვსაუბრობთთავად სივრცის მოძრაობის შესახებ სხვადასხვა მხარე.

შედეგად, გამოდის, რომ არ ყოფილა აფეთქება, იყო ძალიან სწრაფი ინფლაცია და ჩვენი სამყაროს ბუშტის გაფართოება. ტერმინი ინფლაცია მომდინარეობს ინგლისურიდან inflate - to pump up, inflate. მაგრამ ვაკუუმი ფართოვდებოდა, საიდან გაჩნდა ენერგია და მატერია, რომელიც ქმნიდა ვარსკვლავებს, გალაქტიკებს? და რატომ ითვლება, რომ სამყარო ცხელი იყო? შეიძლება სიცარიელე იყოს მაღალი ტემპერატურა?

სამყაროს ბუშტის გაჭიმვისას ის იწყებს ენერგიის დაგროვებას. ფაზური გადასვლის გამო ტემპერატურა მკვეთრად იმატებს. ინფლაციის პერიოდის ბოლოს სამყარო აღმოჩნდება ძალიან ცხელი, რაც, სავარაუდოდ, სინგულარობის გამო ხდება. ვაკუუმს ენერგია აძლევდა სივრცის გამრუდებას. აინშტაინის აზრით, გრავიტაცია არის არა ორ მასას შორის მიზიდულობის ძალა, არამედ სივრცის გამრუდება. თუ სივრცე მრუდია, მას უკვე აქვს ენერგია, თუნდაც მასა არ ჰქონდეს. ნებისმიერი ენერგია აქცევს სივრცეს. ის, რაც გალაქტიკებს უბიძგებს სხვადასხვა მიმართულებით და რასაც ჩვენ ბნელ ენერგიას ვუწოდებთ, არის სკალარული ველის ნაწილი. და სასურველი ჰიგსის ველი გენერირდება ამ სკალარული ველით.

ინფლაციის თეორიის კრიტიკოსებს შორის არის სერ როჯერ პენტროუზი, ინგლისელი მათემატიკოსი, ექსპერტი ფარდობითობის ზოგადი დარგის დარგში. კვანტური თეორია, მათემატიკის კათედრის გამგე ოქსფორდის უნივერსიტეტი. მას მიაჩნდა, რომ ინფლაციის შესახებ ყველა არგუმენტი შორს არის და არ ექვემდებარება მტკიცებას. ანუ არის საწყისი მნიშვნელობების პრობლემა. როგორ დავამტკიცოთ, რომ ადრეულ სამყაროში არაჰომოგენურობა ისეთი იყო, რომ მათ შეეძლოთ წარმოქმნან ერთგვაროვანი სამყარო, რომელიც ახლა შეინიშნება? და თუ თავდაპირველად იყო დიდი გამრუდება, მაშინ მისი ნარჩენი მოვლენები უნდა დაფიქსირდეს ახლანდელ დროში.

თუმცა, სუპერნოვას კოსმოლოგიის პროექტის ფარგლებში ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ინფლაცია ამჟამად შეინიშნება სამყაროს ევოლუციის გვიან ეტაპზე. ამ ფენომენის გამომწვევ ფაქტორს ბნელი ენერგია ეწოდება. ამჟამად ლინდეს დამატებები შევიდა ინფლაციის თეორიაში ქაოტური ინფლაციის სახით. არ უნდა ვიჩქაროთ მისი დაკლება, ინფლაციური სამყაროს თეორია მაინც მოემსახურება კოსმოლოგიას.

ინფორმაცია:

Okun L.B. "ლეპტონები და კვარკები", მ., ნაუკა, 1981 წ

www.cosmos-journal.ru

V.V. კაზიუტინსკი

ინფლაციური კოსმოლოგია: თეორია და მსოფლიოს მეცნიერული სურათი*

ახლა ხდება ცოდნის ახალი ფუნდამენტური გადახედვა მთლიანი სამყაროს შესახებ, ე.ი. მსოფლიო მთლიანობის უდიდესი ფრაგმენტი, რომლის გამოყოფასაც მეცნიერებას შეუძლია მოცემულ დროს არსებული საშუალებებით. ეს გადახედვა ეხება ორ კონცეპტუალურ დონეს: 1) ახალი კოსმოლოგიური თეორიების მშენებლობას; 2) ცვლილებები "სამყარო მთლიანად" ბლოკში მსოფლიოს სამეცნიერო სურათში (SCM).

კოსმოლოგიაში თანამედროვე ცვლილებებს უაღრესად დიდი, მაგრამ ჯერ კიდევ არასაკმარისად დაფასებული წვლილი შეაქვს თანამედროვე NCM-ში, რომ აღარაფერი ვთქვათ იდეოლოგიურ ინტერესებზე, რომლებსაც ისინი წარმოადგენენ. მათი არსი არის დაბრუნება გამოხატული ენაარაკლასიკური ფიზიკის იდეები უსასრულო რიცხვისამყაროები, სივრცისა და დროის უსასრულობა, ევოლუციისა და თვითორგანიზაციის პროცესების უსასრულობა სამყაროში (მეტაუნივერსი), რომელთაგან ზოგიერთი სამუდამოდ უარყოფილად ითვლებოდა მეცნიერების თვალსაზრისით.

გაფართოებული სამყაროს თეორია იყო განსაკუთრებით ეფექტური კვლევის პროგრამა. ამან შესაძლებელი გახადა ჩვენი მეტაგალაქტიკის სტრუქტურასა და ევოლუციასთან დაკავშირებული მრავალი პრობლემის გადაჭრა, მისი განვითარების ადრეული ეტაპების ჩათვლით. Მაგალითად, გამორჩეული მიღწევაიყო "ცხელი სამყაროს" თეორია G.A. Gamov, რომელიც დადასტურდა 1965 წელს კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების აღმოჩენით. ფრიდმანის კოსმოლოგიის მრავალი ალტერნატივა არადამაჯერებელი აღმოჩნდა.

ამავდროულად, თავად გაფართოებული სამყაროს თეორია მრავალი პრობლემის წინაშე აღმოჩნდა სერიოზული პრობლემები. ზოგიერთი მათგანი, ასე ვთქვათ, „ტექნიკური“ იყო. მაგალითად, გარკვეულწილად გულდასაწყვეტია, რომ მიუხედავად ინტენსიური კვლევისა, ჯერ კიდევ ვერ მოხერხდა გაფართოებული მეტაგალაქტიკის საკმარისად ადეკვატური მოდელის აგება A.A. Fridman-ის თეორიის ფარგლებში, რადგან ასეთი მოდელის ასაგებად აუცილებელი ცნობილი ფაქტები ან არ არის. საკმარისად ზუსტი ან წინააღმდეგობრივი. სხვა პრობლემები უფრო ფუნდამენტურია. როგორც "დამოკლეს ხმალი" კოსმოლოგებზე, "მასის პარადოქსი" დიდი ხანია ჩამოკიდებულია, რომლის მიხედვითაც მეტაგალაქტიკის მასის 90-95% უნდა იყოს უხილავ მდგომარეობაში, რომლის ბუნება ჯერ კიდევ გაურკვეველია. თანამედროვე განვითარებაგაფართოებული სამყაროს თეორიამ წარმოშვა კიდევ უფრო სერიოზული პრობლემები, არსებითად, ნათლად აჩვენებს თეორიის შეზღუდვებს, მის უუნარობას გაუმკლავდეს ამ პრობლემებს მნიშვნელოვანი კონცეპტუალური ცვლილებების გარეშე. განსაკუთრებით უამრავმა უბედურებამ მოიტანა პრობლემის თეორია ყველაზე მეტად საწყისი ეტაპებისამყაროს ევოლუცია. სინგულარობის პრობლემა კარგად არის ცნობილი: როდესაც სამყაროს რადიუსი შებრუნებულია, ე.ი. ჩვენი მეტაგალაქტიკის, ნულამდე, ბევრი პარამეტრი გახდა უსასრულო. გაურკვეველი აღმოჩნდა ფიზიკური მნიშვნელობაკითხვა: რა იყო „ადრე“ სინგულარობა (ზოგჯერ ეს კითხვა თავისთავად გამოცხადდა უაზროდ, რადგან დრო, როგორც ავგუსტინე ამტკიცებდა, წარმოიშვა სამყაროსთან ერთად. (მაგრამ პასუხები, როგორიცაა: „მანამდე“ არ იყო დრო და, შესაბამისად, თავად კითხვა არასწორად იყო დასმული, ბევრი კოსმოლოგი არ იყო ძალიან კმაყოფილი.) თეორიამ თავის არაკვანტურ ვერსიაში ვერ ახსნა მიზეზი, რამაც გამოიწვია დიდი აფეთქება, სამყაროს გაფართოება. გარდა ამისა, არსებობს შთამბეჭდავი სია, ვიდრე ათეული სხვა პრობლემა, რომელსაც ა.ა. ფრიდმანის თეორია ვერ გაუმკლავდა, აქ მოცემულია მხოლოდ რამდენიმე მათგანი: 1) სამყაროს სიბრტყის (ან სივრცითი ევკლიდურის) პრობლემა: სივრცის სიმრუდის სიახლოვე ნულთან, რომელიც განსხვავდება რიგითობით. სიდიდის "თეორიული მოლოდინებიდან"; 2) სამყაროს ზომის პრობლემა: თეორიის თვალსაზრისით უფრო ბუნებრივი იქნებოდა იმის მოლოდინი, რომ ჩვენი სამყარო შეიცავს არაუმეტეს რამდენიმე ელემენტარულ ნაწილაკს და არა 10 88 თანამედროვე შეფასებით - კიდევ ერთი უზარმაზარი შეუსაბამობა თეორიულ მოლოდინებსა და დაკვირვებებს შორის! 3) ჰორიზონტის პრობლემა: საკმარისია დისტანციური წერტილებიჩვენს სამყაროში ჯერ არ გვქონია დრო ურთიერთობისთვის და არ შეიძლება ჰქონდეს საერთო პარამეტრები (როგორიცაა

სიმკვრივე, ტემპერატურა და ა.შ.). მაგრამ ჩვენი სამყარო, მეტაგალაქტიკა, ფართო მასშტაბით უარს ამბობს საოცრად ერთგვაროვანი იყოს, მიუხედავად შეუძლებლობისა. მიზეზობრიობამის შორეულ ტერიტორიებს შორის.

ახლა, მას შემდეგ, რაც ინფლაციური კოსმოლოგიამ შეძლო გადაჭრა ყველაზეეს პრობლემები, რელატივისტური კოსმოლოგიის სირთულეები, ხშირად არის ჩამოთვლილი და თუნდაც ძალიან ნებით. მაგრამ 60-70-იან წლებში მათი ხსენებებიც კი ძალიან თავშეკავებული და დოზირებული იყო, განსაკუთრებით ნეფრიდმანის წინაშე. კვლევითი პროგრამები. ჯერ კიდევ ბევრს ახსოვდა ტრაგიკული ბედირელატივისტური კოსმოლოგია, რომელიც ექვემდებარება იდეოლოგიურ შეტევებს არა მხოლოდ ჩვენს ქვეყანაში. მეორეც, იყო ზოგადი გაგება, რომ "საწყისთან" გადამწყვეტი როლის თამაში იწყება კვანტური ეფექტები. აქედან გამომდინარეობდა, რომ აუცილებელია ახალი ცოდნის შემდგომი გადაცემა ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკისა და ველის კვანტური თეორიიდან. კოსმოლოგიური პრობლემების განხილვამ NCM დონეზე გამოიწვია ძალიან საინტერესო დასკვნები. წამოაყენეს ორი ფუნდამენტური პრინციპი, რამაც გამოიწვია ძლიერი „პროგრესული ცვლილება“ კოსმოლოგიაში.

1) სამყაროს კვანტური დაბადების პრინციპი. კოსმოლოგიური სინგულარობაკონცეპტუალური სტრუქტურის გარდაუვალი თვისებაა კვანტური კოსმოლოგია. მაგრამ კვანტურ კოსმოლოგიაში ეს მხოლოდ უხეში მიახლოებაა, რომელიც უნდა შეიცვალოს სპონტანური ვაკუუმის რყევების კონცეფციით (Tryon, 1973).

2) ინფლაციის პრინციპი, რომლის მიხედვითაც სამყაროს გაფართოების დაწყებიდან მალევე მოხდა მისი ექსპონენციური ინფლაციის პროცესი. ეს გაგრძელდა დაახლოებით 10-35 წმ, მაგრამ ამ დროის განმავლობაში შეშუპების რეგიონი უნდა მიაღწიოს, ა.დ. ლინდის სიტყვებით, "წარმოუდგენელ ზომებს". ზოგიერთი ინფლაციის მოდელის მიხედვით, სამყაროს მასშტაბი (სმ-ში) მიაღწევს 10-ს 10 12-ის ხარისხამდე, ე.ი. მნიშვნელობები, რომლებიც მრავალი რიგით აღემატება დაკვირვებად სამყაროს ყველაზე შორეულ ობიექტებამდე მანძილს.

ინფლაციის პირველი ვერსია განიხილა A.A. Starobinsky-მა 1979 წელს, შემდეგ გაბერილი სამყაროს სამი სცენარი ზედიზედ გამოჩნდა: A. Gus-ის სცენარი (1981), ეგრეთ წოდებული ახალი სცენარი (A.D. Linde, A. Albrecht, P.J.. Steinhardt, 1982), ქაოტური ინფლაციის სცენარი (A.D. Linde, 1986). ქაოტური ინფლაციის სცენარი გამომდინარეობს იქიდან, რომ მექანიზმი, რომელიც წარმოშობს ადრეული სამყაროს სწრაფ ინფლაციას, განპირობებულია სკალარული ველებით, რომლებიც თამაშობენ მთავარ როლს, როგორც

ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში და კოსმოლოგიაში. ადრეულ სამყაროში სკალარული ველები შეიძლება მიიღონ თვითნებური მნიშვნელობები; აქედან გამომდინარე, სახელი, ქაოტური bloat.

ბლუტი ხსნის სამყაროს ბევრ თვისებას, რომელიც გადაუჭრელ პრობლემებს უქმნიდა ფრიდმანის კოსმოლოგიას. მაგალითად, სამყაროს გაფართოების მიზეზი არის ანტიგრავიტაციული ძალების მოქმედება ვაკუუმში. ინფლაციური კოსმოლოგიის მიხედვით, სამყარო ბრტყელი უნდა იყოს. A.D. Linde ამ ფაქტს კი მიაჩნია, როგორც ინფლაციური კოსმოლოგიის წინასწარმეტყველება, რომელიც დადასტურებულია დაკვირვებებით. არც სამყაროს შორეული რეგიონების ქცევის სინქრონიზაციაა პრობლემა.

გაბერილი სამყაროს თეორია შემოაქვს (ჯერჯერობით ჰიპოთეტურ დონეზე) სერიოზულ ცვლილებებს NCM-ის ბლოკში „მსოფლიო მთლიანობაში“.

1. სრულად შეესაბამება „სამყაროს მთლიანობაში“ კონცეფციის ფილოსოფიურ ანალიზს, რამაც მიგვიყვანა დასკვნამდე, რომ ეს არის „ყველაფერი, რაც არსებობს“ მოცემული კოსმოლოგიური თეორიის ან მოდელის თვალსაზრისით (და არა გარკვეული აბსოლუტური გაგებით), თეორიამ ამ კონცეფციის ფარგლების უპრეცედენტო გაფართოება მოახდინა რელატივისტურ კოსმოლოგიასთან შედარებით. საერთო წერტილიშეხედულება, რომ ჩვენი მეტაგალაქტიკა არის მთელი სამყარო, მიტოვებული იყო. ინფლაციურ კოსმოლოგიაში შემოტანილია მეტავერსის ცნება, ხოლო ტერმინი „მინი სამყაროები“ შემოთავაზებულია მეტაგალაქტიკის მასშტაბის რეგიონებისთვის. ახლა მეტასამყარო განიხილება როგორც „ყველაფერი, რაც არსებობს“ ინფლაციური კოსმოლოგიის თვალსაზრისით, ხოლო მეტაგალაქტიკა – როგორც მისი ლოკალური არეალი. მაგრამ შესაძლებელია, რომ თუ შეიქმნა ერთიანი თეორია ფიზიკური ურთიერთქმედება(ETT, TVO), შემდეგ მთლიანად სამყაროს კონცეფციის ფარგლები კვლავ მნიშვნელოვნად გაფართოვდება (ან შეიცვლება).

2. ფრიდმანის თეორია ეფუძნებოდა სამყაროს ერთგვაროვნების პრინციპს (მეტაგალაქტიკა). ინფლაციური კოსმოლოგია, სამყაროს ფართომასშტაბიანი ჰომოგენურობის ფაქტის ინფლაციის მექანიზმის დახმარებით ხსნისას, ერთდროულად შემოაქვს ახალი პრინციპი - მეტავერსის უკიდურესი ჰეტეროგენულობა. კვანტური რყევები, რომლებიც დაკავშირებულია მინი სამყაროს გაჩენასთან, იწვევს განსხვავებებს ფიზიკური კანონებიდა პირობები, სივრცე-დროის ზომები, ელემენტარული ნაწილაკების თვისებები და სხვა ექსტრამეტაგალაქტიკური ობიექტები. უნდა შეგახსენოთ უსასრულო მრავალფეროვნების პრინციპი მატერიალური სამყარო, კერძოდ, მისი ფიზიკური ფორმები- ეს საკმაოდ ძველი ფილოსოფიური იდეაა, რომელიც ახლა ახალ დასტურს პოულობს კოსმოლოგიაში.

3. მეტასამყარო, როგორც მრავალი მინი სამყაროს კრებული, რომელიც წარმოიქმნება სივრცე-დროის "ქაფის" რყევებისგან, აშკარად უსასრულოა, არ აქვს დროში დასაწყისი და დასასრული (ი.დ. ნოვიკოვმა მას "მარადიულად ახალგაზრდა სამყარო" უწოდა, არ ეჭვობს, რომ ეს მეტაფორა იყო. XX საუკუნის დასაწყისი გამოიგონა K.E. ციოლკოვსკიმ, აკრიტიკებდა სამყაროს სითბური სიკვდილის თეორიას).

4. გაფართოებული სამყაროს თეორია განიხილავს კოსმოსური ევოლუციის პროცესებს ფრიდმანისგან მნიშვნელოვნად განსხვავებულად. ის უარყოფს მოსაზრებას, რომ მთელი სამყარო 10 9 წლის წინ წარმოიშვა სინგულარული მდგომარეობიდან. ეს მხოლოდ ჩვენი მინი-სამყაროს, მეტაგალაქტიკის ხანაა, რომელიც წარმოიშვა ვაკუუმური „ქაფიდან“. შესაბამისად, მეტაგალაქტიკის გაფართოების დაწყებამდე არსებობდა ვაკუუმი, რომელსაც თანამედროვე მეცნიერება მატერიის ერთ-ერთ ფიზიკურ ფორმად მიიჩნევს. მაგრამ ჯერ კიდევ სანამ ეს დასკვნა კოსმოლოგიურ კონტექსტში გაკეთდებოდა, ფარდობითობა და სულაც არა აბსოლუტურობა და ექსპანსიის სრულიად ბუნებრივი და არა ტრანსცენდენტური ხასიათი ფილოსოფიური მოსაზრებებით იყო დასაბუთებული. ამრიგად, "სამყაროს შექმნის" კონცეფცია, რომელიც ოდესღაც გვხვდება A.A. Fridman-ის ტექსტებში და უთვალავჯერ - თეოლოგიურ, ფილოსოფიურ და რეალურად კოსმოლოგიურ ნაშრომებში მე-20 საუკუნის უმეტესი ნაწილის მანძილზე, სხვა არაფერია, თუ არა მეტაფორა. რაც არ გამომდინარეობს ინფლაციური კოსმოლოგიის არსიდან. მეტავერსია, თეორიის მიხედვით, შესაძლოა საერთოდ სტაციონარული აღმოჩნდეს, თუმცა მასში შემავალი მინი სამყაროების ევოლუცია აღწერილია დიდი აფეთქების თეორიით.

ა.დ. ლინდემ შემოიტანა მარადიული ინფლაციის კონცეფცია, რომელიც აღწერს ევოლუციური პროცესი, გრძელდება როგორც ჯაჭვური რეაქცია. თუ Metaverse შეიცავს მინიმუმ ერთ აფრენის ზონას, ის მუდმივად წარმოქმნის ახალ აფრენას. ჩნდება მინი სამყაროების განშტოებული სტრუქტურა, ფრაქტალის მსგავსი.

5. ინფლაციურმა კოსმოლოგიამ შესაძლებელი გახადა სინგულარობის პრობლემის სრულიად ახალი გაგება. სინგულარობის ცნება, რომელიც არ არის ამოღებული აღწერისა და ახსნის კლასიკურ მეთოდზე დაფუძნებული სტანდარტული რელატივისტური მოდელის ფარგლებში, მნიშვნელოვნად ცვლის თავის მნიშვნელობას ინფლაციურ კოსმოლოგიაში გამოყენებული აღწერისა და ახსნის კვანტურ მეთოდში. გამოდის, რომ სულაც არ არის საჭირო ვივარაუდოთ, რომ არსებობდა სამყაროს ერთგვარი დასაწყისი, თუმცა ეს ვარაუდი გარკვეულ სირთულეებს ხვდება. მაგრამ, A.D. Linde-ს თანახმად, სამყაროს ქაოტური ინფლაციის სცენარებში „განსაკუთრებით ნათლად ჩანს, რომ

იმის ნაცვლად, რომ მთელი სამყარო დაიბადა სინგულარობიდან, რომლამდეც არაფერი არსებობდა და მისი შემდგომი გარდაქმნა არაფრად, საქმე გვაქვს ფაზების ურთიერთ გარდაქმნის გაუთავებელ პროცესთან, რომელშიც მეტრიკის კვანტური რყევები მცირეა ან, პირიქით, დიდი. აქედან გამომდინარეობს, რომ ახლახანს ურყევი დასკვნა გაფართოების დასაწყისში ზოგადი კოსმოლოგიური სინგულარობის არსებობის შესახებ კარგავს სანდოობას. არ არის საჭირო იმის მტკიცება, რომ სამყაროს ყველა ნაწილმა ერთდროულად დაიწყო გაფართოება. გაფართოებული სამყაროს თეორიაში სინგულარობა ჩანაცვლებულია ვაკუუმის კვანტური რყევებით.

6. ინფლაციური კოსმოლოგია თავისი განვითარების ამჟამინდელ ეტაპზე გადასინჯავს წინა იდეებს სამყაროს სითბური სიკვდილის შესახებ. A.D. Linde საუბრობს "თვითრეპროდუცირებადი გაბერილ სამყაროზე", ე.ი. გაუთავებელი თვითორგანიზაციის პროცესი. მინი სამყაროები მოდიან და მიდიან, მაგრამ ამ პროცესებს ერთი დასასრული არ აქვს.

7. ანთროპული პრინციპი (AP) მნიშვნელოვან როლს ასრულებს როგორც რელატივისტურ, ისე ინფლაციურ კოსმოლოგიაში. ის აკავშირებს ჩვენი სამყაროს ფუნდამენტურ პარამეტრებს, მეტაგალაქტიკას, ელემენტარული ნაწილაკების პარამეტრებს და მეტაგალაქტიკაში ადამიანის არსებობის ფაქტს. ადამიანის გარეგნობისთვის აუცილებელი კოსმოლოგიური პირობები მოიცავს შემდეგს: სამყარო (მეტაგალაქტიკა) უნდა იყოს საკმარისად დიდი, ბრტყელი და ერთგვაროვანი. სწორედ მისი ეს თვისებები გამომდინარეობს გაფართოებული სამყაროს თეორიიდან. შეუძლებელია მისი სტრუქტურისა და თვისებების ერთგვაროვნების ახსნა დაკვირვებებით დაფარული რეგიონის შიგნით, ადრეულ სამყაროში ინფლაციის პროცესის ჩართვის გარეშე.

ადვილი მისახვედრია, რომ ინფლაციური კოსმოლოგიის ფილოსოფიური საფუძვლები ერთმანეთში ერწყმის ცალკეულ იდეებსა და სურათებს, რომლებიც თარგმნილია სხვადასხვა ფილოსოფიური სისტემებიდან. მაგალითად, უსასრულო რაოდენობის სამყაროს იდეას აქვს ხანგრძლივი ფილოსოფიური ტრადიცია ლეიციპუსის, დემოკრიტეს, ეპიკურუსის, ლუკრეციუსის დროიდან. განსაკუთრებით ღრმად ის შეიმუშავეს ნიკოლოზ კუზაელმა და ჯორდანო ბრუნომ. არისტოტელესეული მეტაფიზიკის იდეამ პოტენციურად შესაძლებელის რეალურად გარდაქმნის შესახებ გავლენა მოახდინა არა მხოლოდ ინფლაციური კოსმოლოგიის მიერ გამოყენებული აღწერისა და ახსნის კვანტურ მეთოდზე, არამედ აღმოჩნდა - პარადოქსული გზით! - წინამორბედი ევოლუციური იდეებიამ თეორიას. პარადოქსულია, რადგან თავად არისტოტელე სამყაროს ერთადერთად მიიჩნევდა და გაჩენას და განადგურებას თვლიდა როგორც დედამიწის პროცესები, მიეკუთვნება ცის უცვლელობას

დრო და დახურვა სივრცეში. მაგრამ ის იდეები, რომლებიც მან გამოთქვა პოტენციურ და ფაქტობრივ ყოფაზე, არისტოტელეს საკუთარი შეხედულებების საწინააღმდეგოდ, უსასრულო მეტავერსიაში გადავიდა. ისინი ასევე პოულობენ პლატონის იდეების გავლენას ინფლაციური კოსმოლოგიის ფილოსოფიურ საფუძვლებში. ნებისმიერ შემთხვევაში, მისი აღმოჩენა შესაძლებელია რენესანსის ნეოპლატონიკოსების მეშვეობით.

ზოგიერთი მკვლევარი (მაგალითად, A.N. Pavlenko) თვლის, რომ ინფლაციური კოსმოლოგია უნდა განიხილებოდეს, როგორც ახალი ეტაპი თანამედროვე რევოლუციის სამყაროს მეცნიერებაში, რადგან ის არა მხოლოდ ქმნის ახალ NCM-ს, არამედ იწვევს ზოგიერთი იდეალების გადახედვას და გადახედვას. ცოდნის ნორმები (მაგალითად, ცოდნის იდეალების მტკიცებულება, რომელიც დაყვანილია ინტრათეორიულ ფაქტორებამდე). როგორც პროგნოზი ან ექსპერტის შეფასება, ასეთი თვალსაზრისი მისაღებია, თუ გავითვალისწინებთ, თუმცა, შემდეგ გარემოებებს.

რა თქმა უნდა, თეორიის შემუშავება, რომელიც იწვევს მსოფლიოს შესახებ ჩვენს ცოდნაში დიდ ცვლილებას და სერიოზულ იდეოლოგიურ შედეგებს, გარკვეული ეტაპის აუცილებელი ნიშანია. სამეცნიერო რევოლუცია. თუმცა ამ თვისებას უნდა დაემატოს დასაბუთება. ახალი თეორია, მისი აღიარებით სამეცნიერო საზოგადოება, რომელიც ასევე შედის რევოლუციური ცვლის სტრუქტურაში. რადიკალურობის ხარისხით, რომლითაც ინფლაციური კოსმოლოგია (განსაკუთრებით ქაოტური ინფლაციის ვარიანტი) გადახედავს სამყაროს მთლიან სურათს, ის აშკარად აჭარბებს A.A. Fridman-ის თეორიას. კოსმოლოგთა საზოგადოებაში მან დაიწყო გამოყენება დიდი გავლენა, რომელიც დაარსდა, თუმცა არა მაშინვე. 1980-იანი წლების პირველ ნახევარში სამყაროს ვაკუუმიდან კვანტური დაბადების სხვადასხვა სცენარი განიხილებოდა კონკურენტუნარიანი, მათ შორის ინფლაციური კოსმოლოგია. ეს გამოწვეული იყო პირველი bloat სცენარების მნიშვნელოვანი ხარვეზებით. მხოლოდ ქაოტური ინფლაციის სცენარის გაჩენის შემდეგ მოხდა გარღვევა ახალი კოსმოლოგიის აღიარებაში. მიუხედავად ამისა, ამ კოსმოლოგიური თეორიის დასაბუთების პრობლემა ჯერჯერობით ღია რჩება, ზუსტად იმიტომ, რომ ის არ შეესაბამება მტკიცებულებებზე დაფუძნებული ცოდნის ამჟამად მიღებულ იდეალებსა და სტანდარტებს (სხვა სამყაროები ფუნდამენტურად დაუკვირვებელია). ახლო მომავალში ამ იდეალების ცვლილების იმედი („გარე გამართლების“ ვალდებულების აღმოფხვრა) ჯერ კიდევ მცირეა. მკაცრად რომ ვთქვათ, ინფლაციურ კოსმოლოგიაში პოტენციურად განსახიერებული რევოლუცია შეიძლება მოხდეს ან არ მოხდეს. ჯერჯერობით მხოლოდ მისი განვითარების იმედი შეიძლება, სრულიადაც არ გამოვრიცხავ სხვა მოულოდნელ და ჯერ კიდევ გაუთვალისწინებელ შემობრუნებებს ამ სფეროში.

ინფლაციური კოსმოლოგიის სოციოკულტურული ასიმილაცია შეიცავს კურიოზულ წერტილს. არის უკიდურესად რევოლუციური თავისი არსით, ახალი კოსმოლოგიური თეორიადიდი „ბუმი“ არ გამოუწვევია. ამ თეორიის პირველი ვერსიის გამოჩენიდან დაახლოებით 20 წელი გავიდა, მაგრამ ის თითქმის არ გასცდა სპეციალისტთა საკმაოდ ვიწრო წრეს, არ გახდა ფილოსოფიური დისკუსიების წყარო, თუნდაც შორს წააგავდა სასტიკ ბრძოლებს კოპერნიკის თეორიის გარშემო. , რამაც ააღელვა გონება ჯერ კიდევ მისი უკვდავი ტრაქტატის გამოქვეყნებამდე, ან A.A. Fridman-ის თეორიის გარშემო. ამ გასაოცარ გარემოებას ახსნა სჭირდება.

შესაძლოა, მთავარი მიზეზი იყოს, სამწუხაროდ, მეცნიერული, კერძოდ, ფიზიკური და მათემატიკური ცოდნისადმი ინტერესის დაქვეითება, რომელიც ინტენსიურად იცვლება განსხვავებული სახისსუროგატები, რომლებიც ხშირად იწვევენ განუზომლად მეტ მღელვარებას, ვიდრე ყველაზე პირველკლასელები სამეცნიერო მიღწევები. ახლა გამოხმაურებას პოულობს მეცნიერების მხოლოდ რამდენიმე აღმოჩენა, რომელიც პირდაპირ კავშირს პოულობს ადამიანის არსებობის პრობლემებთან.

გარდა ამისა, ინფლაციური კოსმოლოგია უკიდურესადაა კომპლექსური თეორია, რაც არც თუ ისე ნათელია ფიზიკის მეზობელი დარგების სპეციალისტებისთვის და მით უმეტეს არასპეციალისტებისთვის და მხოლოდ ამის გამო სცილდება ამ ინტერესების ფარგლებს.

საბოლოოდ, დროში ერთიანი და სასრული სამყაროს იდეამ ძალიან ღრმა ფესვები გაიდგა კულტურაში, ძალიან დიდი გავლენა იქონია მასზე. ძლიერი გავლენაადვილად დაუთმოს გზა თეორიას, რომელიც აშკარად წააგავს დიდი ხნის უგულებელყოფილ კოსმოლოგიურ ნიმუშებს.

თუმცა, პროგრესი კოსმოლოგიაში გრძელდება და მომავალი წლები, სავარაუდოდ, გამოიწვევს ინფლაციური სამყაროს თეორიის უფრო დამაჯერებელ შეფასებებს.

ლიტერატურა

1. ლინდე ა.დ.ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკა და ინფლაციური კოსმოლოგია. მ., 1990 წ.

2. კაზიუტინსკი V.V."სამყაროს" კონცეფცია // უსასრულობა და სამყარო. მ., 1969 წ.

3. კაზიუტინსკი V.V.სამყაროს იდეა // ფილოსოფია და მსოფლმხედველობის პრობლემები თანამედროვე მეცნიერება. მ., 1981 წ.