Пурбуев А. Б. гр. 508-1.
Доповідь на тему:
Теорія роздувається всесвіту.
Вступ:
Одна з труднощів, на яку натрапляє традиційна теорія
Великого вибуху, - необхідність пояснити, звідки береться колосальнекількість енергії, потрібний для народження частинок. Не так давно увагуучених привернула видозмінена теорія Великого вибуху, що пропонуєвідповідь на це питання. Вона носить назву теорії роздування і булазапропонована в 1980 році співробітником Массачусетського технологічногоінституту Аланом Гутом. Основна відмінність теорії роздування від традиційноїтеорії Великого вибуху полягає в описі періоду з 10-35 до 10-32 с.
За теорією Гута приблизно через 10-35 с. Всесвіт переходить в стан
«Псевдовакуума», при якому її енергія виключно велика. Через цевідбувається надзвичайно швидке розширення, набагато швидше, ніж потеорії Великого вибуху (він називається роздуванням). Через 10-35 с. післяосвіти Всесвіт не містила нічого крім чорних міні-дір і
«Шматків» простору, тому при різкому роздуванні утворилася наодин всесвіт, а безліч, причому деякі, можливо, були вкладені одинв одного. Кожен з ділянок піни перетворився в окрему всесвіт, і миживемо в одній із них. Звідси випливає, що може існувати багато іншихвсесвітів, недоступних для нашого спостереження.
Хоча в цій теорії вдається обійти ряд труднощів традиційної теорії
Великого вибуху, вона й сама не вільна то недоліків. Наприклад, важкопояснити, чому, розпочавшись, роздмухування зрештою припиняється. Відцього недоліку вдалося звільнитися в новому варіанті теорії роздування,що з'явився в 1981 році, але ньому теж є свої труднощі.
Сценарій «роздувається Всесвіту».
Строго кажучи, існує декілька таких сценаріїв. Перші з нихз'явилися на початку 80-х років (1980 р. - американський фізик А. Гус; 1981р. - радянський фізик А. Д. Лінде і трохи пізніше - американські фізики П.
Стейнхардт і А. Альбрехт; 1983 р. - новий сценарій, який отримав назву
«Хаотичного роздування», розробив А. Д. Лінде). Розробкою гіпотези
«Роздувається Всесвіту» вчені продовжують активно займатися і зараз внашій країні і за кордоном.
Сценарій «роздувається всесвіту не скасовує такі найважливішірезультати, отримані релятивістської космологією, як фрідмановскаятеорія розширення Метагалактика, теорія «гарячого Всесвіту», і т. д.
Моделі «роздувається Всесвіту» дозволяють наблизиться до початку розширенняі досліджувати раніше взагалі не розглядалися процеси, яківідбувалися в першу секунду, а точніше, у перші миті історії
Метагалактика. Передбачається, що в історії дуже ранній нашого Всесвітувеличезну роль грав фізичний вакуум, який, як ми знаємо, маєантигравітаційних властивостями, тобто здатний замість звичайногогравітаційного тяжіння створювати потужне гравітаційне відштовхування.
Сценарій «роздувається Всесвіту» не скасовує Великий вибух, впочатку якого щільність матерії перевершувала 1096 кг/м3, а властивостіпростору і часу поки нам невідомі. Через 10-45 с після початкурозширення щільність матерії стала 1096 кг/м 3 (це майже на вісімдесятпорядків більше щільності атомного ядра і незмірно більше щільностіфізичного вакууму). До тих пір поки щільність фізичного вакууму (1077кг/м3) залишалася багато менше щільності реальних гарячих часток іантичастинок, антигравітаційних властивості такого «помилкового вакууму» нечинили значного впливу на характер розширення. Але вже через 10-34с після початку розширення температура була близько 1027 K, а щільністьзвичайної матерії став такий же, як і щільність «помилкового вакууму». У цихумовах гравітаційне відштовхування перевершує сили тяжіння. Піддією негативного тиску фізичного вакууму наш Всесвітпочала прискорено розширюватися. За кожні 10-34 з відстань міждовільно вибраними елементами середовища подвоювалося або сталоекспотенціально рости (графік такого процесу експонента - кривапоказовою функції з основою e). Таким чином, фрідмановскомурозширення, при якому
R (t) ~ t1/2,
передувала стадія еволюції Всесвіту за якої
R (t) ~ (H01)-1eHt ,
де H01 постійна Хаббла, яка тоді різко відрізнялася відсучасного значення.
«Роздмухування» тривало незначне (за нашими уявленнями) час --порядку 10-32 с, але цього вистачило для того, щоб розмір народжується
Метагалактика жахливо збільшився: за одними моделями в 1050 разів, а заіншими - в 101 000 000 разів. Без «роздування» розміри збільшилися б лише в
10 разів.
У принципі не виключено, що в історії нашого Всесвіту була не одна,а кілька «інфляційних» стадій, але так чи інакше «роздування» булоявищем короткочасним. У міру розширення Всесвіту швидко зменшувалисящільність і температура звичайного речовини. У міру розширення Всесвітушвидко зменшувалися щільність і температура звичайного речовини. Насталипереохолодження і фазовий перехід середовища зі стану «помилкового вакууму» встан справжнього вакууму, щільність якого мало відрізняється від нуля.
Цей перехід супроводжується виділенням дуже великої енергії, перш за всескутою в «хибному вакуумі». Звільнилася енергія витрачалася нанародження (з фізичного вакууму) безлічі реальних частинок і античастинок.
Швидкості руху та енергії новонароджених частинок були дуже великі, атому Всесвіт знову розігрілася до температури близько 1027 K, а
«Інфляційна» стадія еволюції Метагалактика змінилася вже відомої намстадією «гарячого Всесвіту». Початковий обсяг, з якого почалося
«Інфляційний» розширення простору, був не менш 10-33 см3. Ось цейобсяг миттєво виріс до обсягу, багато разів перевершує нинішнірозміри Метагалактика.
Легко переконатися в тому, що розміри Метагалактика збільшувалися зісверхсветовой швидкістю. Це явище не суперечить спеціальній теоріївідносності, яка забороняє поширення сигналів зсверхсветовимі швидкостями, але не обмежує швидкість росту розмірівбудь-якої системи. Також, вражає той факт, що з незначною маси (10 -
5 г) яка містилася в крихітній обсязі простору до початку
«Інфляційної» стадії, виникла Метагалактика з масою близько 1050 т. Цевідбулося в результаті роботи досконалої гравітаційними силами.
