blustar

Самовоспроизводство Вселенной

Тут мы пришли к центральной части нашей истории  – к теории вечно существующей самовоспроизводящейся инфляционной вселенной. Как мы уже упомянули, можно визуализировать квантовые колебания скалярной области в инфляционной вселенной как волны, которые первоначально двигались во всех возможных направлениях, и затем замерзли на вершинах. Каждая замороженная волна немного увеличила значение скалярной области в некоторых частях вселенной, и немного уменьшила эту область в других частях вселенной.

Теперь давайте рассматривать те редкие части вселенной, где эти замораживающие волны всегда увеличивали значение скалярной области f, постоянно выдвигая скалярную область вверх, к большим значениям ее потенциальной энергии V (f). Это – очень странный и очевидно невероятный режим. Действительно, вероятность, что область f сделает один скачок вверх (вместо скачка вниз), равна ½. Вероятность, что в следующий раз она также вырастет, также ½. Поэтому вероятность, что область f без любой особой причины сделает последовательные скачки N в том же самом направлении, чрезвычайно мала; эта вероятность будет пропорциональна 1 / 2N.

Обычно пренебрегают такими колебаниями. Однако в нашем случае они могут быть чрезвычайно важными. Действительно, те редкие области вселенной, где область подскакивает достаточно высоко, начинают по экспоненте расширяться с увеличивающейся скоростью. Помните, что инфляционная вселенная расширяется как eHt, где постоянная Хаббла пропорциональна квадратному корню плотности энергии области f. В нашей простой модели с V (f) ~ f2 постоянная Хаббла H будет просто пропорциональна f. Таким образом, чем выше скачок области f, тем быстрее вселенная расширяется. Очень скоро те редкие области, где область f постоянно взбирается по стене, приобретут намного больший объем, чем те области, которые продолжают скользить к минимуму V (f) в соответствии с законами классической физики.

 Из этой теории следует, что если вселенная содержит по крайней мере одну инфляционную область достаточно большого размера, она начинает нескончаемо производить новые и новые инфляционные области. Инфляция в каждом отдельном пункте может закончиться очень быстро, но будет много других мест, которые продолжат расширяться по экспоненте. Суммарный объем всех инфляционных областей вырастет бесконечно.

Вечная инфляция подразумевает, что вселенная в целом бессмертна. Каждая отдельная часть вселенной могла стать особой где-нибудь в прошлом, и эта особенность (singularity) может закончиться где-нибудь в будущем. Однако вселенная развивается бесконечно. Ситуация с началом менее бесспорна. Наиболее вероятно, что каждая часть инфляционной вселенной произошла из некоторой особенной области в прошлом. Однако в настоящее время у нас нет доказательств, что все части вселенной возникли одновременно в общей космологической особенности, перед которой вообще не было никакого пространства и времени. Кроме того, общее количество инфляционных пузырей на нашем “космическом дереве” все время росло по экспоненте. Поэтому большинство пузырей (включая нашу собственную часть вселенной) растет неопределенно далеко от корня этого дерева. Это уносит возможное начало целой вселенной в неопределенное прошлое.

КОММЕНТАРИИ