Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления - Минасян Л.А.
ISBN 5-4S4-G0179-X
Скачать (прямая ссылка):
rt Модель Гуса, безусловно, являясь крупным достижением научной кос-; мологии, стимулировала разработку новых сценариев раздувающейся Вселенной, а рамках когорых удавалось преодолеть недосгатки модели Гуса, а также решить другие космологические проблемы. Наиболее плодотворные результаты получены А. Д. Линде, Первый вариант нового сценария разду-1 вающейся Вселенной, основывающийся на более детальном анализе фазовых переходов & модели Великого объединения, содержит в себе вывод о том, что экспоненциальное расширение не оканчивается моментом образования пузырьков, а часть Вселенной продолжает расширяться внутри пузырька и после фазового перехода. В рамках этою сценария наблюдаемая часть Вселенной считается содержащейся внутри одного пузырька. Гус счи-Г тал, что столкновение стенок огромных пузырьков должно приводить к ра-" зогреву, и дальнейшая эволюция Вселенной описывается теорией горячей Вселенной, Однако, столкновения пузырьков, как уже отмечалось, должны
(приводить к недопустимому нарушению однородности и изотропности Вселенной после раздувания. В новом сценарии Линде показал, что инфляция может идти не только до фазового перехода с образованием пузырьков, <р но и после, уже внутри пузырьков- Существуют условия, при которых стен-\ кн образовавшихся пузырьков после раздувания оказываются друг от друга на расстоянии большем, чем 1O2* см, потому-то это и не приводит к возникновению неоднородностей в рассматриваемой области. Разогрев же Все-
98
Глава 2
ленной после раздувания в этом сценарии происходит не за счет столкновений стенок пузырьков, а за счет рождения частиц. Таким образом, мы не обнаруживаем никаких неоднородностей, возникающих за счет соударения стенок пузырьков. Это позволяет объяснить проблемы крупномасштабной однородности и изотропности Вселенной,
В новом сценарии раздувающейся Вселенной два ключевых момента: во-первых, процесс нарушения симметрии должен идти сначала медленно, чтобы обеспечивалось раздувание внутри пузырька, во-вторых, на более поздних стадиях должны идти процессы, обеспечивающие разогрев Вселенной после фазового перехода. Один из наиболее интересных вариантов нового сценария раздувающейся Вселенной является сценарий реликтового раздувания [85. С. 200] в рамках суп ер гравитации. Эта модель реализует возможность «островной» структуры Вселенной, когда после раздувания Вселенная разбивается на миіш-Вселенньїе с разными типами нарушения симметрии. В рамках этой модели удается, по-прежнему, решить проблемы плоскостности, горизонта, крупномасштабной однородности и изотропности Вселенной, ибо размеры отдельной мини-Вселенной превышают размеры наблюдаемой части Вселенной. Представление об «островной» структуре Вселенной позволяет ответить на такие вопросы, как проблема выбора вакуума и проблема размерности пространства, ибо не отдает предпочтения, скажем, именно тому вакууму, который нужен нам, или именно четырехмерному пространству, А попросту Вселенная состоит из причинно-несвязанных мини-Вселенных, в которых возможны различные размерности пространства и различные типы вакуумов, т. е. исходное пространство могло компактифицироваться на мини-Вселенные по-разному, на пространства различных измерений и с различным выбором вакуума. Так что свойства частиц и вакуума в рахтичных мини-Вселенных различны. Жизнь, как это отмечали Эренфест и Уитроу, возможна лишь в пространстве четырех измерений, именно вследствие этого наша Вселенная с конкретным типом вакуума оказалась одним из тех «обитаемых» островов, «четырехмерность пространства внутри которых делает наше существование возможным» [85. С. 202].
Линде совершенствует этот сценарий идеей о хаотически раздувающейся Вселенной. Этот сценарий основывается на изучении эволюции Вес-ленной, заполненной хаотически распределенным полем вакуума. Здесь удается решить проблему плоскостности не только для открытой или плоской Вселенной, но и для замкнутой Вселенной. Следующий шаг — это сценарий самовосстанавливающейся Вселенной, в рамках которого намечаются пути решения проблемы сингулярности. Линде показал, что одна раздувающаяся область порождает много новых раздувающихся областей, причем свойства пространства-времени и законы взаимодействия элементарных частиц друг с другом в разных областях могут быть различны. В сценарии
На пути построения единой теории поля
99
само восстанавливающейся Вселенной учитывается процесс постоянного воссоздания раздувающихся областей. Вселенная не будет иметь им начала, ни конца. Вследствие этого Вселенная как целое никогда не сколлалси-рует. Но этот вывод не означает, что в раздувающейся Вселенной отсутствуют сингулярности. Напротив, значительная часть физического объема Вселенной все время находится в состоянии, близком к сингулярному. Однако разные области Вселенной проходят через сингулярные состояния в разное время, так что нет единого конца пространства-времени, после которою пространство и время исчезают. «Так что наблюдаемая часть Вселенной, скорее всего, представляет собой ничтожно малую область псего мира, и вывод об однородности всего мира на основании наблюдения его малой части — недопустимая экстратюляпия. Вселенная, являясь локально фридмановской, в предельно больших масштабах должна быть абсолютно неоднородной, и ее геометрия и динамика ее развития как целого не имеет ничего общего с геометрией и ігннамикой развития Вселенной Фридмана» [86. С. 53].
