Фундаментальные проблемы классического Большого вз

                ЧАСТЬ 3а
                выводы
   Космологическая инфляция решила три фундаментальные проблемы классической теории Большого взрыва: проблему горизонта (причинности), проблему плотности (плоского пространства) и проблему реликтовых магнитных монополей. Ниже подробно описано, как именно инфляционная модель справилась с каждой из этих загадок. 
 1. Проблема горизонта (однородности Вселенной)
 В чём загадка: Реликтовое излучение приходит к нам со всех сторон Вселенной и имеет абсолютно одинаковую температуру (с точностью до тысячных долей процента). Однако, в классической теории Большого взрыва эти противоположные области неба в прошлом были разделены так далеко, что свет (и никакой сигнал) не успел бы дойти от одной к другой. Они не могли «договориться» о выравнивании температуры. 
 Как решила инфляция: До начала инфляции вся наша наблюдаемая Вселенная была крошечной областью, которая находилась в термодинамическом равновесии (все её частицы взаимодействовали друг с другом). Затем, в ходе инфляции, пространство расширилось экспоненциально быстрее скорости света. Области, которые изначально имели одинаковую температуру, мгновенно разнесло на колоссальные расстояния. 
  2. Проблема плотности (плоской Вселенной)
  В чём загадка: Наблюдения показывают, что наша Вселенная «плоская» — геометрия пространства Евклидова с точностью до долей процента. Чтобы Вселенная оставалась плоской сегодня (спустя 13.8 млрд лет), в самые первые мгновения Большого взрыва её плотность должна была быть равна критической плотности с невероятной точностью: до 10;;;. Любое минимальное отклонение привело бы к тому, что Вселенная либо мгновенно схлопнулась бы обратно, либо разлетелась так быстро, что звёзды не успели бы сформироваться. 
  Как решила инфляция: Колоссальное и стремительное расширение пространства «разгладило» любую первоначальную кривизну. Это аналогично раздуванию воздушного шара: если надуть его до гигантских размеров, его поверхность для муравья на ней будет казаться абсолютно плоской. Инфляция автоматически сделала геометрию Вселенной неотличимой от плоской. 
  3. Проблема магнитных монополей.
  В чём загадка: Теории Великого Объединения (ТВО) предсказывают, что при сверхвысоких температурах в ранней Вселенной должно было родиться огромное количество стабильных, сверхтяжёлых частиц с одним магнитным полюсом — магнитных монополей. Их суммарная масса была бы столь велика, что они бы доминировали во Вселенной, и она схлопнулась бы ещё миллиарды лет назад. Однако физики не обнаружили ни одного монополя. 
   Как решила инфляция: Монополи действительно могли образоваться до или в самом начале инфляции. Однако в процессе инфляции объём Вселенной вырос в гигантское количество раз (\[>10^{78}\]). В результате гипотетические монополи были попросту «разбавлены» по пространству — их плотность упала практически до нуля, и сейчас на всю нашу обозримую Вселенную может приходиться всего один или несколько монополей. 

   Бонус: Главный побочный эффект инфляции помимо решения этих проблем, инфляция объяснила, откуда взялись галактики. Квантовые флуктуации (случайные колебания энергии) в микромире во время инфляции были растянуты до космических масштабов. Они стали «зародышами» плотности, из которых под действием гравитации позже сформировались звёзды, галактики и скопления. 


Рецензии