Инфляционная модель

Теория Горячей Вселенной и основанная на ней Стандартная модель эволюции Вселенной успешно описывает многие явления в развитии Вселенной, но испытывает немалые трудности в объяснении ряда фактов: крупномасштабного скручивания галактик, существования квазаров и др. Для уточнения ряда положений теории Горячей Вселенной А.Гутом и П.Сейнхардом была разработана модель Инфляционной Вселенной.

Отличия этих эволюционных теорий незначительны, но последняя позволяет точнее описать ряд наблюдений и использует меньше допущений. Модель Инфляционной Вселенной Алана Гута использует достижения современной квантовой механики (квантовая теория гравитации). Эта модель была уточнена Андреем Линде (ФИАН им. Лебедева, Россия). В своем настоящем виде теория Инфляционной Вселенной позволяет дать гипотетическое описание процесса развития Вселенной. Основное отличие этой теории заключается в описании периода с 10^-35 по 10^-32с. По теории Гута Вселенная в этот период переходит в состояние «псевдовакуума», при котором энергия исключительно велика. Вследствие этого происходит значительно более быстрое расширение Вселенной, чем в Стандартной модели. Это стремительное расширение именуют раздуванием или инфляцией. Основное отличие инфляционного расширения заключается в том, что оно происходило с возрастающей скоростью, а не с убывающей, как сейчас. А.Гут расчитал, что радиус Вселенной возрос в 10²⁹ раз всего за доли секунды. Идея инфляционной теории достаточно проста: подобно тому, как воду при осторожной заморозке можно охладить до отрицательной температуры и не получить льда, расширяющаяся Вселенная проходит точку распадения фундаментальных взаимодействий, а симметрия между ними сохраняется. Избыток энергии в данном случае и приводит к быстрому расширению Вселенной. Это быстрое расширение приводит к резкому возрастанию энергии, часть которой высвобождается, когда инфляционная стадия заканчивается, сменяясь обычным расширением. [77] Дальнейшая эволюция Вселенной в инфляционной модели идет по сценарию модели Горячей Вселенной.

Инфляционная модель А.Гута несвободна от недостатков. А.Гут предполагал, в частности, что нарушение симметрии происходит не повсеместно, а лишь в отдельных областях. Следствием такого вывода становится неизбежность признания существования не одной, а множества вселенных – факт весьма далекий от науки. А.Линде предложил уточнение, суть которого в том, что вывода о множественности вселенных можно избежать, если область нарушения симметрии достаточно велика, а нарушение достаточно медленно. Некоторые ученые, например С.Хокинг, указывают на недостатки и этой уточненной редакции инфляционной теории. В 1983 году Линде предложил модель получившую название хаотической модели раздувания, в которой отсутствуют фазовые переходы и состояния подобные «псевдовакууму». По ряду параметров эта модель раннего расширения Вселенной более удачна.

Хотя модель Горячей Вселенной, опирающаяся на гипотезу Большого Взрыва, господствует в современной космологии, существуют и развиваются модели эволюции Вселенной, исходящие из других теоретико-методологических оснований.

Космология выполняет важнейшие мировоззренческие функции, выступая естественнонаучной основой построения любого мировоззрения. Современная космология концентрируется на проблеме взаимодействия трех важнейших составляющих материю Вселенной частей: вещества, поля и вакуума. Вакуум - наименее познанная часть материи Вселенной. Познание свойств физического вакуума, его взаимодействия с веществом и полем способно соответствующим образом изменить естественнонаучную картину мира.

В настоящий момент эволюцию Вселенной можно представить как последовательное разделение единого фундаментального взаимодействия, результатами которого явилось:

1. Отделение вакуума от поля.

2. Отделение поля от вещества и, тем самым, вещества от вакуума.

3. Определение четырех видов фундаментальных взаимодействий: гравитационного, сильного, слабого и электромагнитного.

4. Создание условий для начала эволюции жизни.