Прорыв за край мира

Б. Ш.: Ну да, собственно, хорошие простые уравнения, типа гармонического осциллятора с трением, везде всплывают. Как понимаю, в случае хаотической инфляции было важно показать, что это работает и там. В твоей работе меня больше впечатлило другое: я написал, что твой механизм инфляции похож на эффект Казимира. Там металлические пластины влияют на плотность энергии вакуума, а у тебя — кривизна пространства дает тот же эффект. Ты одобряешь эту метафору?

А. С.: Одобряю, только надо добавить, что это динамический эффект Казимира. Кривизну дает ускоренное расширение. Кстати динамический эффект Казимира сейчас пытаются зарегистрировать экспериментально — с помощью движущихся пластин.

Б. Ш.: Насколько, по-твоему, теория инфляции доказана? По мнению Валерия Рубакова, для того, чтобы она была окончательно принята и за нее можно было бы давать Нобелевскую премию, нужно обнаружить предсказываемые ею гравитационные волны, которые могут быть выявлены по карте поляризации реликтового излучения.

А. С.: Я согласен с ним лишь частично. Действительно, гравитационные волны надо зарегистрировать, и это стало бы окончательным подтверждением. Но есть и другие способы проверки, пока не будем о них рассказывать.

Б. Ш.: А ты уверен, что гравитационные волны когда-нибудь будут зарегистрированы? Ведь уже видно по данным WMAM и «Планка», что «оптимистические» модели, предсказывающие большую амплитуду реликтовых гравитационных волн, не проходят.

А. С.: Мое предсказание: отношение амплитуды гравитационных волн к амплитуде возмущений плотности — примерно полпроцента. Сейчас верхнее ограничение на эту величину, обычно обозначаемую как r, составляет около 10% Дело в том, что в большинстве популярных моделей r обратно пропорционально числу N (числу раздуваний в е раз, о котором сказано выше), причем с коэффициентом в числителе порядка десяти (точное значение зависит от модели). Поскольку N ~ 50…60, то отношение должно быть 15-20%. Это уже противоречит данным. Модели инфляции с потенциалом скалярного поля V ~ ф⁴ уже надежно отвергнуты. Самая простая и популярная модель с V ~ ф² поставлена под сомнение — она противоречит данным на уровне 2σ. А в моей модели в знаменателе стоит N² и отношение r должно быть на уровне полпроцента. Верхнему пределу еще далеко до этой величины.

Б. Ш.: Ты думаешь, при отношении пол процента гравитационные волны в принципе обнаружимы?

А. С.: Экспериментаторы обещают достичь уровня 10^-4 .

Б. Ш.: Это на каком угловом масштабе неоднородностей? Следующие измерения, специально ориентированные на поляризацию реликта, собираются проводить с земли — в Антарктиде. С земли вроде бы легче наблюдать мелкомасштабные неоднородности. По крайней мере, до сих пор было «разделение труда»: космические станции снимали широкомасштабную карту и строили график разложения по мультиполям примерно до тысячи, а наземные телескопы измеряли мелкую пятнистость и дополняли общий график до мультиполей несколько тысяч.

А. С.: Нет, следы гравитационных волн лучше искать на довольно малых мультиполях — от 10 до 50 (угловой масштаб от 2 до 10°) — там соотношение амплитуд больше. Авторы эксперимента утверждают, что могут строить и достаточно широкоугольные карты поляризации реликта.

Б. Ш.: Андрей Линде, в отличие от Рубакова, считает, что инфляцию уже можно считать несомненным фактом, поскольку есть масса подтверждающих свидетельств с разных сторон.

А. С.: В какой-то степени я с ним согласен, потому что нет достойной альтернативы. Конечно, есть и другие сценарии возникновения Вселенной, но они все втискиваются в общую картину с явным напряжением и не дают никаких новых предсказаний. Сценарий инфляции превосходит их именно тем, что объясняет все непринужденно и содержит предсказания, которые уже подтвердились, и такие, которые еще предстоит проверить. Одно из интересных предсказаний теории инфляции: вселенные появляются в бесконечном количестве, причем возникают «выводки» похожих вселенных. Вместе с нашей появилось множество других вселенных, где тоже горят звезды, где законы физики и физические константы тождественны нашим.

Б. Ш.: Ты имеешь в виду вечную инфляцию? Что область с одним и тем же вакуумом успевает расшириться и дает много одинаковых вселенных?

А. С.: Да, можно нарисовать это вот таким образом:

^{Рис. 40.4}

Здесь светлый фон — раздувающееся пространство с одним и тем же вакуумом, каким он был в самом начале. Серые «заливы» — новые вселенные, образовавшиеся в одинаковых условиях.

Б. Ш.: Но ведь возможны еще фазовые переходы после окончания инфляции. Например, если был фазовый переход, связанный с великим объединением, и если в нем задействовано несколько скалярных полей, то результат такого фазового перехода может случайным образом влиять на физику.