Крім питання про походження Вселеної, сучасні космологи зіштовхуються з рядом інших проблем. Щоб стандартна теорія великого вибуху могла пророчити той розподіл матерії, що ми спостерігаємо, її вихідний стан повинне характеризуватися дуже високим ступенем організованості. Відразу ж виникає питання : яким образом така структура могло утворитися? Фізик А. Гут з Массачусетского технологічного інституту запропонував свою версію теорії великого вибуху, що пояснює спонтанне виникнення цієї організації, усуваючи необхідність штучно вводити точні параметри в рівняння, що описують вихідний стан Всесвіту. Його модель була названа «інфляційної Вселеної». Суть її в тім, що усередині швидко розширюється, пері гретой Вселена невелика ділянка простору прохолоджується й починає розширюватися сильніше, подібно тому, як переохолоджена вода стрімко замерзає, розширюючись при цьому. Ця фаза швидкого розширення дозволяє усунути деякі проблеми, властивим стандартним теоріям великого вибуху

Однак модель Гута теж не позбавлена недоліків. Щоб рівняння Гута правильно описували інфляційний Всесвіт, йому довелося дуже точно задавати вихідні параметри для своїх рівнянь. Таким чином, він зштовхнувся з тією же проблемою, що й творці інших теорій. Він сподівався позбутися від необхідності задавати точні параметри умов великого вибуху, але для цього йому довелося вводити власну параметризацію, що залишилася непоясненої. Гут і його співавтор П. Штайнгарт визнають, що в їхній моделі «розрахунки приводять до прийнятних пророкувань тільки в тому випадку, якщо задані вихідні параметри рівнянь варіюють у дуже вузькому діапазоні. Більшість теоретиків (включаючи й нас самих) уважають подібні вихідні умови малоймовірними». Далі автори говорять про свої надії на те, що коли-небудь будуть розроблені нові математичні теорії, які дозволять їм зробити свою модель більше правдоподібної

Ця залежність від ще не відкритих теорій - інший недолік моделі Гута. Теорія єдиного поля, на якій ґрунтується модель інфляційної Вселеної, повністю гипотетична й «погано піддається експериментальній перевірці, тому що більшу частину її пророкувань неможливо кількісно перевірити в лабораторних умовах». (Теорія єдиного поля - це досить сумнівна спроба вчених зв’язати воєдино деякі основні сили Всесвіту.)

Інший недолік теорії Гута - це те, що в ній нічого не говориться про походження перегрітої й матерії, що розширюється. Гут перевірив сумісність своєї інфляційної теорії із трьома гіпотезами походження Всесвіту. Спочатку він розглянув стандартну теорію великого вибуху. У цьому випадку, на думку Гута, інфляційний епізод повинен був відбутися на одній з ранніх стадій еволюції Всесвіту. Однак ця модель ставить перед нами нерозв’язну проблему сингулярности. Друга гіпотеза постулирует, що Всесвіт виник з хаосу. Некотор ие її в частки були гарячими, інші - холодними, одні розширювалися, а інші стискувалися. У цьому випадку інфляція повинна була початися в перегрітій і області, що розширюється, Всесвіту. Правда, Гут визнає, що ця модель не може пояснити походження первинного хаосу

Третя можливість, який Гут віддає перевагу, полягає в тім, що перегрітий згусток, що розширюється, матерії виникає квантово-механічним шляхом з порожнечі. У статті, що з’явилася в журналі « Сайентифик Америкен » в 1984 році, Гут і Штайнгарт затверджують: «Інфляційна модель Всесвіту дає нам подання про можливий механізм, за допомогою якого спостережуваний Всесвіт міг з’явитися з нескінченно малої ділянки простору. Знаючи це, важко удержатися від спокуси зробити ще один крок і дійти висновку, що Всесвіт виник буквально з нічого».

Однак як би привабливої не була ця ідея для вчених, готових ополчитися на будь-яке згадування про можливість існування вищої свідомості, що создали Всесвіт, при уважному розгляді вона не витримує критики. «Ніщо», про яке говорить Гут, - це гіпотетичний квантово-механічний вакуум, описуваний ще не розробленою теорією єдиного поля, що повинна об’єднати рівняння квантової механіки й загальної теорії відносності. Інакше кажучи, у цей момент цей вакуум неможливо описати навіть теоретично.

Треба відзначити, що фізики описали більше простий тип квантово-механічного вакууму, що являє собою море так званих «віртуальних часток», фрагментів атомів, які «майже існують». Час від часу деякі із цих субатомних часток переходять із вакууму в мир матеріальної реальності. Це явище одержало назву вакуумних флуктуацій. Вакуумні флуктуації неможливо спостерігати безпосередньо, однак теорії, постулирующие їхнє існування, були підтверджені експериментально. Згідно із цими теоріями, частки й античастинки без усякої причини виникають із вакууму й практично відразу зникають, анігілюючи один одного. Гут і його колеги допустили, що в якийсь момент замість малюсінької частки з вакууму з’явився цілий Всесвіт, і замість того, щоб відразу зникнути, цей Всесвіт якимось образом проіснував мільярди років. Автори цієї моделі вирішили проблему сингулярности, постулировав, що стан, у якому Всесвіт з’являється з вакууму, трохи відрізняється від стану сингулярности.

Однак у цього сценарію є два основних недоліки. По-перше, можна тільки дивуватися сміливості фантазії вчених, що поширили досить обмежений досвід із субатомними частками на целую Всесвіт. С. Хоукинг і Г. еллис мудро застерігають своїх зайво захопливих колег: «Припущення про те, що закони фізики, відкриті й вивчені в лабораторії, будуть справедливі в інших крапках просторово-тимчасового континуума, безумовно, дуже смілива екстраполяція». По-друге, строго говорячи, квантово-механічний вакуум не можна називати «ніщо». Опис квантово-механічного вакууму навіть у найпростіший з існуючих теорій займає безліч сторінок найвищою мірою абстрактних математичних викладень. Така система, безсумнівно, являє собою «щось», і відразу ж встає все те ж уперте питання: «Як виник настільки складно організований “вакуум”?»

Повернемося до споконвічної проблеми, для рішення якої Гут створив інфляційну модель: проблемі точної параметризації вихідного стану Всесвіту. Без такої параметризації неможливо одержати спостережуваний розподіл матерії у Всесвіті. Як ми переконалися, вирішити цю проблему Гуту не вдалося. Більше того, сумнівної представляється сама можливість того, що яка-небудь версія теорії великого вибуху, включаючи версію Гута , може пророчити спостережуваний розподіл матерії у Всесвіті. Високоорганізований вихідний стан у моделі Гута, по його ж словах, зрештою, перетворюється в «Всесвіт» діаметром 10 сантиметрів , наповнену однорідним сверхплотним, перегрітим газом. Вона буде розширюватися й остигати, але немає ніяких підстав припускати, що вона коли-небудь перетвориться в щось більше, ніж однорідна хмара газу. По суті справи, до цього результату приводять всі теорії великого вибуху. Якщо Гуту довелося пускатися на багато хитрувань і робити сумнівні допущення, щоб зрештою одержати Всесвіт у вигляді хмари однорідного газу, то можна уявити собі, яким повинен бути математичний апарат теорії, що приводить до Всесвіту в тім виді, у якому ми її знаємо! Гарна наукова теорія дає можливість пророкувати багато складних природних явищ, виходячи із простої теоретичної схеми. Але в теорії Гута (і будь-якої іншої версії теорії великого вибуху) всі навпаки: у результаті складних математичних викладень ми одержуємо міхур, що розширюється, однорідного газу. Незважаючи на це, наукові журнали друкують захоплені статті про інфляційну теорію, що супроводжуються численними барвистими ілюстраціями, які повинні створити в читача враження, що Гут нарешті досяг заповітної мети - знайшов пояснення походження Всесвіту. Ми б не стали квапитися з такими заявами. Честнее було б просто відкрити постійну рубрику в наукових журналах, щоб публікувати в ній теорію походження Всесвіту, модну в цьому місяці

Важко навіть уявити собі всю складність вихідного стану й умов, необхідних для виникнення нашому Всесвіту з усім різноманіттям її структур і організмів. У випадку нашої Вселеної ступінь цієї складності така, що її навряд чи можна пояснити за допомогою одних фізичних законів

Теоретики вдаються до допомоги так званого « антропического принципу».

Pages: 1 2