инфляционной Вселенной

Главная - Астрономия, авиация, космонавтика - инфляционной Вселенной

Вакуум - скрытая форма существования материи, способна при определенных условиях порождать материальные частички без нарушения законов сохранения. Подобные условия могут составляться как под влиянием внешних сил, так и спонтанно, произвольно. Благодаря одному з таких спонтанных «всплесков» и образовался начальный объем Вселенной размером не больше 1033 см3, что содержит не больше 10~5 г вещества.

Итак, на очень ранней стадии своей эволюции Вселенная могла находиться в вакуумоподібному стане, который имел огромную плотность энергии. В такой ситуации, как это вытекает из уравнений Ейнштейна, Вселенная должен был через 10~33 с после начала расширения пережить стадию чрезвычайно быстрого експоненціального раздувания по закону ех, где х=Н. Величина Я -так званая стала Хаббла - характеризует скорость расширения в зависимости от расстояния. При этом надо учитывать, что Н изменяется со временем. В нашу эпоху эта стала на десятки порядков низшая, чем была в период експоненціального расширения.

Расширение по закону е* происходит подобно до того, как в современных капиталистических странах возрастают цены соответственно скорости инфляции. Поэтому иногда сценарий Вселенной, которая «раздувается» или «распухает», называют сценарием «инфляционной Вселенной».

Стадия раздувания продолжительная на протяжении 10~30 с, и за это время першопочатковий объем Вселенной возрос приблизительно в 1050 разів.

Физическая сущность описываемых событий такая. Согласно существующим теоретическим представлениям вакуум имеет гравитационные свойства. Однако эта «гравитация» порождает не притягивание, а отталкивание, которое на отличие от обычной гравитации возрастает с увеличением расстояния пропорционально ее первый степени. В современной Вселенной гравитация вакуума или совсем отсутствующая, или е чрезвычайно малой. Но в начальный период расширения при колоссальной температуре она должна была достигать огромных значений. Такой стан достал название «ненастоящего вакуума».

Сначала гравитация вакуума была низшей, чем гравитация обычного вещества. Тем не менее в процессе расширения настал момент, когда она ее превысила. Именно это обстоятельство и должна была вызвать експоненціальне «распухание» Вселенной, которое происходило со скоростью, которая во много раз превышала скорость светлая. Это «распухание» сопровождалось резким уменьшением плотности обычного вещества и не менее резким снижением температуры.

За теорией эта стадия продолжительная близко ІО"30 с, после чего вследствие развития нестійкостей произошел фазовый переход от стана «ненастоящего вакуума» к стану «настоящего вакуума», в процессе которого образовалось огромное количество реальных частичек вещества с общей массой около 1058 г. При этом вся энергия вакуума перешла в энергию излучения, и Вселенная разогрелась к чрезвычайно высокой температуре. Из этого момента его эволюция описывается стандартной теорией горячей Вселенной, которая расширяется.

Теория «инфляционной Вселенной» способна решить много из тех загадок, о которых шло выше, например проблему формирования однородности и ізотропії современной Вселенной. К началу раздувания внутри общего «горизонта» в близких точках должны были установиться приблизительно одинаковые температура и другие физические условия. Но в период раздувания, которое происходило с надсвітловою скоростью, эти точки оказались стремительно разнесенными на огромные расстояния одна от одной.

Вместе с тем абсолютная однородность не возникшая благодаря квантовым флюктуациям некоторых физических величин. Эти флюктуации обусловили возникновение небольших неоднорідностей плотности, которые и стали центрами формирования галактик.

Естественное объяснение достала и близость средней плотности вещества в современной Вселенной к критическому значению. Дело в том, что согласно теории плотность «ненастоящего вакуума» во Вселенной, которая «распухает», точно равняется критической. Поэтому й плотность вещества, которое возникает при распаде «ненастоящего вакуума», также должны равнять критической плотности.

Существует еще один интересное следствие инфляционного раздувания. Из теории вытекает, что после стадии «раздувание» в районах, которые в «доінфляційний» период были довольно отдаленные один от другого, могли сформироваться разные физические условия. И между такими районами-«доменами» - в процессе инфляционного расширения должны были возникнуть «доменные стенки».

В процессе дальнейшего расширения из таких районов образовались «мини-вселенные», а стенки, которые разделяют их, отдалились одна от одной, в частности и от нас,- за расстояние «оптического горизонта». В этих довольно отдаленных один от другого регионах, которые различаются своими физическими свойствами, могли по-разному происходить и процессы компактифікації многомерного пространства. Вследствие этого в разных «мини-вселенных» могли сформироваться пространства разной размерности.Целиком логические объяснения получают в пределах теории «инфляционной Вселенной» и некоторые другие свойства мироздания.