«Если», 1998 № 01

Однако в дальнейшем эта теория столкнулась с рядом принципиальных трудностей, которые никак не удавалось преодолеть, оставаясь в ее рамках. Первый «ухаб» был связан с однородностью и изотропией современной Вселенной⁸. Считается, что возраст нашей Вселенной составляет около 20 миллиардов лет. Но так как диаметр любой сферы в два раза длиннее ее радиуса, то внутри современной Вселенной должны существовать точки, расстояние между которыми превосходит 20 миллиардов световых лет. А поскольку, согласно теории относительности, любые физические взаимодействия не могут распространяться со скоростью, превосходящей скорость света, то такие точки оказываются абсолютно независимыми друг от друга. И в равномерно расширяющейся Вселенной подобное положение будет сохраняться всегда. Иными словами, в таком мире нет и не может быть механизма, способного выравнивать неоднородности на расстояниях, превышающих 20 миллиардов световых лет (расстоянии так называемого «оптического горизонта»).

Для преодоления этой и некоторых других трудностей была разработана специальная теория, дополняющая теорию горячей расширяющейся Вселенной. Она утверждает, что в результате спонтанного всплеска так называемого физического вакуума, который представляет собой скрытую форму существования материи, образовался «первоначальный объем» Вселенной размером около 10^-33 см, содержавший не более 10^-5 г вещества. Затем произошло примерно следующее. По существующим представлениям, физический вакуум обладает гравитационными свойствами. Однако эта гравитация, в отличие от обычной, порождает не притяжение, а отталкивание.

В современной Вселенной гравитация вакуума либо полностью отсутствует, либо чрезвычайно мала. Но в начальный период расширения она должна была достигать огромной величины. Такое состояние получило название «ложного вакуума». Это мощное отталкивание обладало столь большой силой, что вызвало стремительное расширение первоначального сгустка. В 1980 году такой процесс, названный «инфляционным расширением» или «инфляцией», был впервые подробно рассмотрен Аланом Гутом из Массачусетского технологического института в США.

И именно в теории инфляционного расширения наконец получила объяснение однородность Вселенной на больших расстояниях. До начала инфляции внутри исходного сгустка в близких точках должны были установиться приблизительно сходные физические условия. В период же раздувания эти точки оказались стремительно разнесенными на огромные расстояния. И хотя стадия инфляции длилась около 10^-30 с, за этот исчезающе малый промежуток времени объем Вселенной, как показывают расчеты, возрос примерно в 10⁵⁰ раз! В течение этого времени каждые 10^-34 с все области Вселенной удваивали свои размеры, и этот процесс продолжался в геометрической прогрессии. Все части Вселенной стремительно разлетались. Это и был Большой Взрыв. В конце процесса исчезло гравитационное отталкивание вакуума, сменившись обычной гравитацией, замедлившей стремительное расширение…

Классическая физика рассматривала Вселенную как гигантский часовой механизм, заведенный раз и навсегда. Квантовая физика разрушила подобную схему. Оказалось, что на атомном уровне материя и ее движение неопределенны и непредсказуемы. Разумеется, это не означает, что квантовый мир полностью свободен от причинности, но она проявляется отнюдь не однозначным образом. Главная особенность «квантового поведения», которое лежит в основе строения материи, — утрата строгой «железной» причин-но-следственной связи…

В конце фазы инфляции Вселенная была пустой и холодной. Однако затем произошел грандиозный всплеск энергии, обусловленный ее колоссальными запасами в ложном вакууме. По образному выражению Сиднея Коулмена из Гарвардского университета, в этот момент совершился квантовый скачок из «ничего во Время». И современное «пространство-время» есть не что иное, как реликт этой эпохи. С этого момента дальнейшая эволюция происходила в соответствии с теорией горячей расширяющейся Вселенной. Таким образом, «пустое» пространство самопроизвольно взорвалось, благодаря отталкиванию, присущему ложному вакууму.

ВСЕ И НИЧТО

Еще в V веке до нашей эры в эпоху Парменидов возникла идея, согласно которой «из ничего не родится ничто». И оказалась одной из самых устойчивых идей, которая прошла через столетия и в почти неизменном виде сохранялась в естествознании до последнего времени. Всего около десяти лет назад мысль о возможности самопроизвольного возникновения вещества или энергии «из ничего» в результате чисто физических процессов считалась подавляющим большинством ученых абсолютно неприемлемой. К тому же повседневный житейский опыт как будто убеждает в том, что одни предметы или объекты всегда образуются из других предметов или объектов…