Сторінка
2

Теорія “інфляційного Всесвіту”

Спочатку гравітація вакууму була нижчою, ніж гра­вітація звичайної речовини. Проте у процесі розширення настав момент, коли вона її перевищила. Саме ця обста­вина і повинна була спричинити експоненціальне «роз­пухання» Всесвіту, яке відбувалося із швидкістю, що у багато разів перевищувала швидкість світла. Це «розпухання» супроводжувалося різким зменшенням густини звичайної речовини і не менш різким знижен­ням температури.

За теорією ця стадія тривала близько ІО"30 с, після чого внаслідок розвитку нестійкостей стався фазовий перехід від стану «несправжнього вакууму» до стану «справжнього вакууму», в процесі якого утворилася величезна кількість реальних частинок речовини з за­гальною масою близько 1058 г. При цьому вся енергія вакууму перейшла в енергію випромінювання, і Всесвіт розігрівся до надзвичайно високої температури. З цього моменту його еволюція описується стандартною теорією гарячого Всесвіту, що розширюється.

Теорія «інфляційного Всесвіту» здатна розв'язати багато з тих загадок, про які йшлося вище, наприклад проблему формування однорідності й ізотропії сучас­ного Всесвіту. До початку роздування всередині загаль­ного «горизонту» в близьких точках повинні були вста­новитися приблизно однакові температура й інші фізичні умови. Але в період роздування, що відбувалося з надсвітловою швидкістю, ці точки виявилися стрімко рознесеними на величезні відстані одна від одної.

Водночас абсолютна однорідність не виникла завдяки квантовим флуктуаціям деяких фізичних величин. Ці флуктуації зумовили виникнення невеликих неоднорідностей густини, які й стали центрами формування га­лактик.

Природне пояснення дістала й близькість середньої густини речовини в сучасному Всесвіті до критичного значення. Справа в тому, що згідно з теорією густина «несправжнього вакууму» у Всесвіті, що «розпухає», точно дорівнює критичній. Тому й густина речовини, яка виникає при розпаді «несправжнього вакууму», також має дорівнювати критичній густині.

Існує ще один цікавий наслідок інфляційного роз­дування. З теорії випливає, що після стадії «роздуван­ня» в районах, які в «доінфляційний» період були до­сить віддалені один від одного, могли сформуватися різні фізичні умови. І між такими районами—«доме­нами» — у процесі інфляційного розширення повинні були виникнути «доменні стінки».

У процесі дальшого розширення з таких районів утворилися «міні-всесвіти», а стінки, що розділяють їх, віддалилися одна від одної, зокрема і від нас,— за від­стань «оптичного горизонту». В цих досить віддалених один від одного регіонах, що різняться своїми фізични­ми властивостями, могли по-різному відбуватися і про­цеси компактифікації багатовимірного простору. Вна­слідок цього у різних «міні-всесвітах» могли сформува­тися простори різної розмірності.

Цілком логічні пояснення дістають у межах теорії «інфляційного Всесвіту» і деякі інші властивості світо­будови.

На сьогодні існує кілька варіантів сценарію «Всесві­ту, що роздувається», які дуже відрізняються один від одного. Однак усі ці варіанти збігаються в головному: в кожному з них існує стадія експоненціального або майже експоненціального розширення.

Поява і дальша розробка теорії Всесвіту, що розду­вається, мають виключно важливе значення для космо­логії. Ця теорія показала, що цілком можливо з єдиної точки зору пояснити цілий ряд реальних властивостей нашого Всесвіту, які раніше задовільного пояснення не знаходили.

Більше того, уявлення про однорідний і ізотропний Всесвіт, яким вичерпується весь матеріальний світ, змі­нилося картиною світобудови острівного типу, світобу­дови, в якій існує безліч локальних однорідних і ізо­тропних міні-всесвітів. Ці міні-всесвіти можуть різнити­ся властивостями елементарних частинок, розмірністю простору й іншими фізичними характеристиками.

Теорія «інфляційного Всесвіту», що зв'язала його виникнення з квантовою флуктуацією вакууму, значно розширила еволюційні межі наукової картини світу. Завдяки цій гіпотезі, ідея еволюції, яка в другій поло­вині XX сторіччя пронизала всі наші уявлення про Всесвіт, поширилася нині на значно більші просторово-часові масштаби. Уперше в космології ми дістали прин­ципову можливість поширювати поняття часу в минуле не тільки до моменту початку розширення, а й до «мінус нескінченності».

У новій картині світу змінюються і наші уявлення про місце людини й людства у світобудові. Не виключе­но, що життя і розум існують тільки в нашому міні-всесвіті, а властивості інших міні-всесвітів для життя непридатні.

Методичні міркування. Необхідно звернути увагу учнів на те, що однією з характерних особливостей не-класичної науки XX сторіччя є парадоксальний харак­тер багатьох її положень, який суперечить звичайному здоровому глузду і класичним уявленням природознав-

ства недавнього минулого. Найяскравішим виразом цієї обставини може бути відоме висловлювання Нільса Бора з приводу однієї запропонованої кимось з фізинів нової теорії: «Ця теорія недостатньо божевільна, щоб бути істинною».

Ще і в наш час, в останню чверть XX сторіччя, деякі вчені, зокрема і досить відомі, що тяжіють до класично­го напряму, не можуть примиритися з принципами некласичної фізики й астрофізики. От що, наприклад, пише відомий астрофізик Альвен з приводу загально­прийнятої в сучасному природознавстві космологічної теорії «Всесвіту, що розширюється» і «великого вибу­ху»: «Чим менше існує наукових доказів, тим більш фанатичною стає віра в цей міф. Як вам відомо, ця космологічна теорія вкрай абсурдна — вона твердить, нібито весь Всесвіт виник у якийсь певний момент, по­дібно до вибуху атомної бомби, що має розміри (більші чи менші) головки від шпильки. Схоже на те, що в су­часній інтелектуальній атмосфері величезна перевага космології «великого вибуху» полягає в тому, що вона зневажає здоровий глузд: credo, quia absurdum («вірю, бо це абсурдно»)! Коли вчені воюють з астрологічним безглуздям поза «храмами науки», годилося б пригада­ти, що саме в цих стінах подеколи культивується ще гірше безглуздя».

Подібні висловлювання, зв'язані з недостатнім розу­мінням діалектики розвитку природознавства, дають зайвий привід сучасним релігійним теоретикам проводи­ти паралелі між релігійною системою поглядів і некла-сичною наукою XX сторіччя, полегшуючи тим самим богословам розв'язання завдання, яке вони перед собою поставили,— виправдати релігію, прикриваючись авто­ритетом науки.