Шон Кэрролл - Вечность. В поисках окончательной теории времени

Вернуться

267

Исходные статьи: Linde, A. D. A New Inflationary Universe Scenario: A Possible Solution of the Horizon, Flatness, Homogeneity, Isotropy and Primordial Monopole Problems // Physics Letters , 1981, B 108, p. 389–393; Albrecht, A., Steinhardt, P. J. Cosmology for Grand Unified Theories with Radiatively Induced Symmetry Breaking // Physical Review Letters , 1982, 48, p. 1220–1223. Обсуждение на доступном языке см. в работе Guth, A. H. The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins. Reading: Addison-Wesley, 1997.

Вернуться

268

См., например, Spergel, D. N., et al ., WMAP Collaboration. First Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Determination of Cosmological Parameters // Astrophysical Journal Supplement , 2003, 148, p. 175.

Вернуться

269

См. Vilenkin, A . The Birth of Inflationary Universes. Physical Review, D 27, 1983, p. 2848–2855; Linde, A. D. Eternally Existing Selfreproducing Chaotic Inflationary Universe. Physics Letters, B 175, 1986, p. 395–400; Guth, A. H. Eternal Inflation and Its Implications // Journal of Physics , A 40, 2007, p. 6811–6826.

Вернуться

270

Данный сценарий получил слегка дезинформирующее название открытой инфляции ( Bucher, M., Goldhaber, A. S., Turok, N. An Open Universe from Inflation // Physical Review , D 52, 1995, p. 3314–3337). В тот период, когда темная энергия еще не была обнаружена, космологи понемногу начинали волноваться: создавалось впечатление, что инфляция надежно предсказывает пространственную плоскостность Вселенной, в то время как наблюдения плотности материи упорно указывали на то, что для осуществления такого предсказания энергии попросту недостаточно. Кто-то уже паниковал и пытался изобретать модели инфляции, не обязательно предсказывающие плоскую Вселенную. Но оказалось, что необходимости в этом нет, – темная энергия предоставляет как раз недостающую часть плотности энергии, для того чтобы сделать Вселенную плоской, и наблюдения за космическим микроволновым фоновым излучением уверенно подтверждают, что Вселенная действительно плоская ( Spergel, D. N., et al., WMAP Collaboration. First Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Determination of Cosmological Parameters // Astrophysical Journal Supplement , 148, 2003, p. 175). Так что все в порядке, потому что благодаря панике родилась умная идея – как сделать реалистичную Вселенную внутри пузыря, заключенного в фоновый ложный вакуум.

Вернуться

271

В действительности первые статьи по вечной инфляции были написаны в контексте новой инфляции, а не «старой инфляции с новой инфляцией в пузырях». В сценарии новой инфляции на самом деле вечная инфляция представляет собой куда более удивительный факт, так как поле, по идее, должно просто скатиться вниз с холма его потенциальной энергии. Однако необходимо также помнить, что скатывающееся поле содержит квантовые флуктуации; если условия окажутся подходящими, то эти флуктуации могут быть довольно большими. Действительно, они могут быть настолько крупными, что в некоторых областях пространства поле будет двигаться вверх по холму, хотя в среднем, разумеется, оно будет катиться вниз. Области с движением вверх редки, но они расширяются быстрее, потому что плотность энергии в них выше. Результат таких процессов очень похож на всю эту историю со старой инфляцией: в огромной части Вселенной инфлатон скатывается вниз и преобразуется в материю и излучение, но все больший и больший объем застревает на инфляционном этапе, и в итоге инфляция никогда не прекращается.

Вернуться

272

См. Susskind, L . The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design. New York: Little, Brown, 2006 или Vilenkin, A . Many Worlds in One: The Search for Other Universes. New York: Hill and Wang, 2006. Более ранняя, но связанная версия ландшафта различных состояний вакуума рассмотрена в работе Smolin, L . The Life of the Cosmos. Oxford: Oxford University Press, 1993.

Вернуться

273

В исходных работах, посвященных инфляции, неявно предполагалось, что частицы в ранней Вселенной пребывали в состоянии, близком к термодинамическому равновесию. Описанный здесь сценарий, кажущийся более достоверным, носит название хаотической инфляции и впервые был предложен Андреем Линде ( Linde, A. D. Chaotic Inflation // Physics Letters , B 129, 1983, p. 177–181; Linde, A. D. Eternally Existing Selfreproducing Chaotic Inflationary Univers // Physics Letters , B 175, 1986, p. 395–400).

Вернуться

274

См., например, Penrose, R. The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. New York: Knopf, 2005; Hollands, S., Wald, R. M. An Alternative to Inflation. General Relativity and Gravitation, 34, 2002, p. 2043–2055.

Вернуться

275

Это не означает, что мы обязаны случайным образом выбрать конфигурацию Вселенной среди всех возможных допустимых состояний или что существует причина полагать, что нечто подобное действительно произошло. Скорее, если состояние Вселенной совершенно точно было выбрано не случайно , то существуют конкретные правила, определяющие, как это произошло; это всего лишь зацепка, которую нам хотелось бы использовать, чтобы понять, как работает Вселенная.