Теорія Всесвіту, що роздмухується

Пурбуев А. Б. грн. 508−1.

Доповідь на тему:

Теорія раздувающейся вселенной.

Один із труднощів, яку наштовхується традиційна теорія Великого Вибуху, — необхідність пояснити, звідки береться колосальне кількість енергії, требующееся народження частинок. Не недавно увагу вчених залучила видоизменённая теорія Великого Вибуху, що пропонує у відповідь це запитання. Вона називається теорії роздування і було запропонована в 1980 року співробітником Массачусетського технологічного інституту Аланом Гутом. Основне відмінність теорії роздування від традиційної теорії Великого Вибуху залежить від описі періоду з 10−35 до 10−32 з. За теорією Гута приблизно 10−35 з. Всесвіт перетворюється на стан «псевдовакуума», у якому її енергія виключно велика. Через це відбувається надзвичайно швидке розширення, значно більше швидке, ніж у теорії Великого Вибуху (воно називається роздмухуванням). Через 10−35 з. після освіти Всесвіт не містила нічого, крім чорних мини-дыр і «шматків» простору, тому при різкому роздуванні утворилася на одна всесвіт, а безліч, причому деякі, можливо, було вкладено друг в друга. Кожен із ділянок піни перетворився на окрему всесвіт, і ми живемо лише у їх них. Звідси випливає, це може існувати багато інших вселених, недоступних до нашого наблюдения.

Хоча у цієї теорії вдається обійти ряд труднощів традиційної теорії Великого Вибуху, він і сама є вільною то недоліків. Наприклад, важко пояснити, чому, розпочавшись, роздування зрештою припиняється. Від цієї вади вдалося звільнитися в новому варіанті теорії роздування, який з’явився у 1981 року, але ньому теж є свої трудности.

Сценарій «раздувающейся Вселенной».

У принципі, є кілька таких сценаріїв. Перші їх з’явилися торік у початку 80-х (1980 р. — американський фізик А. Гус; 1981 р. — радянський фізик А. Д. Лінді і трохи пізніше — американські фізики П. Стейнхардт й О. Альбрехт; 1983 р. — новий сценарій, який отримав назву «хаотичного роздування», розробив А. Д. Лінді). Розробкою гіпотези «раздувающейся Всесвіту» вчені продовжують активно займатися журналістською й зараз у нашій країні і поза рубежом.

Сценарій «раздувающейся всесвіту не скасовує такі найважливіші результати, отримані релятивістської космологією, як фридмановская теорія розширення Метагалактики, теорія «гарячого Всесвіту», тощо. буд. Моделі «раздувающейся Всесвіту» дозволяють наблизиться до початку розширення і досліджувати раніше взагалі які розглядалися процеси, які відбувалися першу секунду, а точніше, у перших миті історії Метагалактики. Передбачається, що історично дуже ранньої нашого Всесвіту величезну роль грав фізичний вакуум, який, як знаємо, має антигравітаційними властивостями, т. е. здатний замість звичайного гравітаційного тяжіння створювати потужне гравітаційне отталкивание.

Сценарій «раздувающейся Всесвіту» не скасовує Великий вибух, в початку якого щільність матерії перевершувала 1096 кг/м3, а властивості простору й часу поки нам невідомі. Через 10−45 з від початку розширення щільність матерії стала 1096 кг/м3 (це на вісімдесят порядків більше щільності атомного ядра і набагато більше щільності фізичного вакууму). До того часу поки щільність фізичного вакууму (1077 кг/м3) залишалася набагато меншою щільності реальних гарячих частинок і складу, антигравітаційні властивості такого «помилкового вакууму» не надавали значного впливу характер розширення. Але вже 10−34 з від початку розширення температура була близько 1027 K, а щільність звичайній матерії став той самий, як і щільність «помилкового вакууму». У цих умовах гравітаційне відштовхування перевершує сили тяжіння. Під дією негативного тиску фізичного вакууму наш Всесвіт початку прискорено розширюватися. За кожні 10−34 з відстань між довільно обраними елементами середовища подвоювалося чи стало экспотенциально зростати (графік такого процесу експонента — крива показовою функції з повним правом e). Отже, фридмановскому розширенню, при котором.

R (t) ~ t½,.

предшествовала стадія еволюції Всесвіту при которой.

R (t) ~ (H01)-1eHt,.

де H01 стала Хаббла, що тоді різко відрізнялася від сучасного значения.

«Роздування» тривало незначна (за нашими уявленнями) час — порядку 10−32 з, і цього вистачило у тому, щоб розмір народжуваної Метагалактики дивовижно збільшився: з одних моделям в 1050 раз, а, по іншим — в 101 000 000 раз. Без «роздування» розміри збільшилися б лише 10 раз.

У принципі так цілком можливо, що історично нашого Всесвіту була одна, а кілька «інфляційних» стадій, але однак «роздування» було явищем короткочасним. У міру розширення Всесвіту швидко зменшувалися щільність і температура звичайного речовини. У міру розширення Всесвіту швидко зменшувалися щільність і температура звичайного речовини. Настали переохолодження і фазовий перехід середовища зі стану «помилкового вакууму» в стан істинного вакууму, щільність якого мало відрізняється від нуля. Цей перехід супроводжується виділенням дуже великі енергії, передусім скутій в «фальшивому вакуумі». Звільнена енергія витрачалася на народження (з фізичного вакууму) безлічі реальних частинок і складу. Швидкості руху, і енергії новонароджених частинок були дуже великі, а тому Всесвіт знову розігрілась до температури порядку 1027 K, а «інфляційна» стадія еволюції Метагалактики змінилася вже відомої нам стадією «гарячого Всесвіту». Вихідний обсяг, з якого розпочався «інфляційний» розширення простору, не була менш 10−33 см3. Цей обсяг миттєво виріс до обсягу, багаторазово переважає нинішні розміри Метагалактики.

Легко переконається у цьому, що розміри Метагалактики збільшувалися зі сверхсветовой швидкістю. Це який суперечить спеціальної теорії відносності, що забороняє поширення сигналів зі сверхсветовыми швидкостями, але з обмежує швидкість зростання розмірів будь-якої системи. Також, вражає те що, що з незначною маси (10- 5 р) яка містилася й у крихітному обсязі простору на початок «інфляційної» стадії, виникла Метагалактика з безліччю порядку 1050 т. Це в результаті роботи совершённой гравітаційними силами.