Знание-сила, 2001 № 11 (893) | страница 29
Размышляя над только что прослушанной лекцией Дикке, Гут вдруг сообразил, что все трудности могут быть устранены одним и тем же способом. Действительно, стоит допустить, что на самой заре жизни Вселенная пережила период быстрого и громадного, как говорят – экспоненциального расширения («инфляции»), и эти трудности исчезнут. За счет такого дополнительного расширения границы Вселенной отодвинутся так далеко, что в наблюдаемой ее части останется крайне мало монополей. С другой стороны, это расширение «растянет» Вселенную, как надувание растягивает воздушный шарик. Поверхность шарика при большом раздувании становится (на небольших участках) практически плоской, и пространство Вселенной после инфляции должно стать (в небольших объемах, например в объеме видимой нами части Вселенной) тоже практически «плоским», причем независимо от начальных условий, не требуя никакой их «тонкой подгонки».
Наконец, если Вселенная за время инфляции чудовищно увеличилась в размерах, значит, то, что мы видим сейчас большим, например видимая часть Вселенной, до инфляции было очень и очень маленьким. Все ее участки вполне могли тогда же обменяться энергией и прийти в тепловое равновесие; поэтому ничего удивительного, что в сегодняшнем остаточном излучении точки, находящиеся даже на противоположных краях небосвода, имеют одинаковую температуру.
Единственную еще не решенную трудность представлял вопрос об образовании галактик, точнее, их зародышей в ранней Вселенной. Чтобы ответить и на этот вопрос, Гут предположил, что в какой-то момент инфляция прекратилась так же резко, как началась. Скорость расширения Вселенной резко упала, и, подобно тому, что происходит при всяком резком торможении, выделилась огромная энергия, которая тотчас, по закону эквивалентности массы и энергии, превратилась в вешество. Но такое превращение энергии в вешество и обратно управляется законами квантовой физики, а среди них есть известное соотношение неопределенностей Гейзенберга, которое, грубо говоря, означает, что возникшая при окончании инфляции энергия не во всех точках постинфляционной Вселенной была одинакова, в ней были микроскопические, как говорят – квантовые, флуктуации плотности! Где она была чуть больше, плотность возникшего вещества тоже оказалась чуть больше, и наоборот. Иными словами, квантовые флуктуации энергии привели к микроскопическим неоднородностям вещества. Это и были зародыши будущих галактик.