Теряева Наталия - Элементы жизни стр 6.

Химические элементы появились во Вселенной лишь на самых поздних этапах ее существования. А в начале всего сущего не было ничего, то есть совсем ничего  даже пустоты не существовало. Потому что пустоту можно ощутить, когда есть ее противоположность  наполненность чем-нибудь. Что же тогда было, когда не было ничего?

Случилась инфляция, считают физики-теоретики. Не удивляйтесь! То самое знакомое нам в быту и неприятное понятие, влекущее за собой ухудшение жизни государства и отдельных его граждан, оказалось виновником появления нашей Вселенной. И было это, как в сказке.

Нечто  назовем его полем  каким-то образом было распределено в некоем пространстве. И вдруг в одной точке этого поля (физики назвали поле инфлатонным от слова «инфляция») случайно, по неизвестной причине, образовалась флуктуация (от лат. Fluctuatio  отклонение от среднего значения)  что-то вроде крошечного прыщика размером 10

33

13

Итак, случайный прыщик почему-то стал набухать и увеличил свой размер на целых шесть порядков, то есть в миллион раз  до 10

27

27

Звучит сложно, но представить себе это очень просто. Вообразите снежное плато, заканчивающееся крутым склоном. Дунул ветер в сторону склона, появился крошечный холмик снега, спрессовался в снежок. Ветер снова подул, снежок оторвался от плато и покатился по склону, устремляясь вниз  там его потенциальная энергия будет минимальной. Снег налипает на снежок, снежок быстро растет в размерах. И чем круче склон, тем стремительнее катится, катится и растет, растет снежок И вот он уже целой лавиной низвергается вниз и в конце-концов рассыпается в снежную пыль.

Такую живописную картину нарисовал Сергей Рубин, рассказывая об инфляционной теории расширения Вселенной, предложенной всего 30 лет назад российским физиком А. Старобинским и американцем А. Гутом  автором физического термина «инфляция».

Лавинообразно, всего за 10

35

27

Инфлатонное поле и сейчас продолжает существовать и флуктуировать. Но только мы, наблюдая процесс изнутри Вселенной, не в состоянии увидеть ни инфлатонное поле, ни его другие отклонения: маленькая область всего лишь одной флуктуации превратилась в нашу колоссальную Вселенную, границ которой не может достигнуть даже свет.

Сразу после окончания инфляции внутренний наблюдатель (если бы он был) увидел бы Вселенную, заполненную энергией в виде частиц и квантов света  фотонов. Если всю энергию, которую мог бы измерить наблюдатель, перевести в массу частиц, то мы получили бы примерно 10

80

Американский исследователь Роберт Фрейтас в своей монографии «Наномедицина» подсчитал, что во взрослом мужчине весом 70 кг 300 г содержится примерно 6,71  10

27

9 

80

Факт расширения Вселенной 70 лет назад обнаружил американский астрофизик Эдвин Хаббл. Он заметил, что красный свет от далеких галактик имеет более интенсивный цвет, чем красный свет от галактик более близких. Возникло предположение, что более далекие галактики удаляются с большей скоростью. Наблюдения показали, что удаляются друг от друга не звезды и даже не отдельные галактики, а целые скопления галактик, Потому что звезды и галактики связаны друг с другом гравитационными силами и образуют устойчивые структуры. И в каком направлении ни посмотришь, кажется, что скопления галактик разбегаются от Земли с одинаковой скоростью и что наша галактика является центром Вселенной. Но это только кажется. Из-за того, что Вселенная расширяется, наблюдатель в любой точке космического пространства увидит одну и ту же картину  все галактики удаляются от него.

Этот, казалось бы, простой астрономический факт заставил полностью пересмотреть все космогонические концепции  так ученые называют теории возникновения и развития Вселенной. Появилась новая физика  физика возникающих и исчезающих миров.

Логика подсказала, что разлет вещества во Вселенной обязан иметь начало. Значит, все галактики должны отправиться в разные стороны из одной точки  точки Большого взрыва. И отзвуки Большого взрыва должны были сохраниться до наших дней. Но в каком виде  никто не знал. И потому никто не искал. Отзвуки обнаружили в 1964 году американские радиоастрономы Р. Вильсон и А. Пензиас в виде реликтового электромагнитного излучения с температурой около 3° по шкале Кельвина (-270°С). Именно это неожиданное открытие подтвердило предсказанный теоретиками Большой взрыв, породивший Вселенную.

Теория Большого взрыва позволила разобраться во многих загадках. Но еще больше загадок остались неразгаданными. А к ним добавились и новые. Например, теория предсказывала для Вселенной размер всего в 1 см, но мы-то воочию видим, каковы истинные размеры этого космоса. Непонятна была и причина чудовищного начального разогрева Вселенной до температуры более 10

13

Решающие предсказания, блестяще подтвердившиеся экспериментами, сделали о стадии инфляции Вселенной российские физики Алексей Старобинский и Вячеслав Муханов, за что в 2009 году они получили одну из самых престижных наград в астрофизике  премию Tomalla Prize. До этой пары наших соотечественников ее удостоился лишь один российский физик-теоретик  Андрей Сахаров.

Очень много любопытного и фантастического открыла теория инфляции Вселенной. Как рассказывал Алексей Старобинский журналистам, для доказательства своей теории он, подобно палеонтологу, пытавшемуся в вечной мерзлоте отыскать кости доисторических животных, искал «кости», которые должны были остаться от ранней Вселенной. «Что такое найти в грунте кость в буквальном смысле?  пояснял А. Старобинский в одном из интервью [5],  Это означает среди песка или почвы наткнуться на неоднородность. Было предположение, что такие же неоднородности со специфической структурой во Вселенной от инфляции обязательно остались».

Воспользовавшись моделью Старобинского инфляции Вселенной, Вячеслав Муханов предположил, что все, что мы видим и ощущаем во Вселенной, и даже то, чего мы не видим и не ощущаем,  то есть все структурные элементы нашего мира  все это образовалось благодаря квантовым флуктуациям: отклонениям от среднего на квантовом уровне, уровне микромира. Муханов доказал, что на стадии ускоренного расширения Вселенной квантовые неоднородности усиливаются ровно настолько, насколько это нужно для того, чтобы впоследствии из них получились галактики и другие структуры во Вселенной. Без них наша Вселенная напоминала бы собой пустыню. Так микромир определил развитие макромира.

По мнению Вячеслава Муханова, Вселенная является очень мощным усилителем, который растягивает и преобразовывает ничтожно маленькие флуктуации, существующие в микроскопических масштабах, в галактики и даже в гораздо большие структуры. То, что обычно считалось важным лишь в масштабе размеров атома, оказалось существенным в колоссальных масштабах.

В 1979 году Алексей Старобинский сделал очередное предсказание: должен быть ещё один реликт стадии ускоренного расширения Вселенной, а именно огромной длины гравитационные волны, которые могли рождаться только на этой стадии. Если космический телескоп Планк (Plank) сможет этот реликт измерить и показать, то это станет окончательным подтверждением инфляционной модели, последним штрихом, завершающим общую картину.

В представлении многих космология еще недавно была чем-то вроде натурфилософии. Экспериментальных данных каких-нибудь сорок лет назад было очень мало  уровень технического развития даже самых могучих стран тогда был недостаточным для создания мощных космических телескопов. В 1980-е годы все очень хотели, но никак не могли найти флуктуации реликтового излучения. Одним из первых инициаторов их поиска на радиотелескопе РАТАН-600 в СССР, на Северном Кавказе, был физик-теоретик, академик АН СССР Яков Зельдович. Но из-за недостаточного уровня чувствительности радиотелескопа, советские ученые флуктуаций не нашли. Их обнаружил в 1992 году американский спутник СОВЕ, за что лидер работавшей со спутником исследовательской группы Джордж Смут получил Нобелевскую премию по физике.