Раннюю Вселенную могла «раздуть» квантовая пена
Ранняя Вселенная пережила фазу быстрого расширения, известную как инфляция. На протяжении десятилетий космологи полагали его причиной гипотетическую частицу инфлатон. Однако новое исследование допускает возможность расширения и без него.
Инфляция остается убедительной гипотезой ранней Вселенной, поскольку она многое объясняет: почему космос кажется геометрически плоским, а разные его части настолько похожи, несмотря на разделяющие их огромные расстояния, и главное, она объясняет появление крупномасштабных структур — от звезд и галактик до космической паутины.
Инфлятонное поле могло бы быть причиной резкого расширения Вселенной в самом начале ее существования — но никто не знает, что его подпитывало и куда оно исчезло; более того, нет даже убедительных доказательств, что такое расширение вообще имело место.
В связи с этим заманчива идея вообще отказаться от инфлатона в описании развития ранней Вселенной. О таком сценарии, предложенном итальянскими астрофизиками, рассказал на страницах Space.com известный популяризатор науки Пол Саттер.
В этой модели пространство расширяется благодаря космологической постоянной, которой может быть темная энергия, — она есть и в современной Вселенной. При этом в микроскопических масштабах оно состоит из «квантовой пены» — флуктуаций, порождающих гравитационные волны, которые сами по себе не могут формировать зачатки будущих структур.
Однако исследователи показали, что при определенных условиях эти волны могут приводить к деформациям пространства-времени, необходимым для образования «семян» космических структур. И эти «семена» должны иметь узор, характерный для реликтового излучения — «эха» Большого взрыва, оставшегося с тех пор, когда Вселенной было всего 380 000 лет.
Модель итальянских астрофизиков не идеальна: она предполагает кое-что о ранней Вселенной — а именно, что космологическая постоянная достаточно сильна для инфляции. Также она не объясняет проблему плоскостности или однородность удаленных участков пространства. Кроме того, есть небольшие различия между структурами, образовавшимися в сценарии без инфлатона в сравнении с традиционной теорией, и в статье не рассчитано, насколько они могут быть сильны.
Молодая Вселенная остается главной загадкой современной космологии, и поиск альтернативных подходов к описанию ее развития, вне всякого сомнения, заслуживает внимания — хотя нам предстоит еще многое узнать.
