SETI: Поиск Внеземного Разума

Помимо сингулярности, инфляционная стадия позволяет решить и другие важнейшие космологические проблемы. Одна из них проблема горизонта. В п. 2.2.1 мы говорили о горизонте Вселенной или горизонте событий. По существу, он ограничивает размер причинно-связанной области. В современную эпоху радиус горизонта по порядку величины совпадает с радиусом Метагалактики. Но радиус горизонта изменяется со временем пропорционально t, а радиус Метагалактики пропорционально t

^2/3. Поэтому если мы будем двигаться назад в прошлое, то радиус горизонта будет убывать быстрее, чем радиус Метагалактики, и горизонт событий будет охватывать все меньшую часть Метагалактики. Так, при t = 10^-34

с (время Великого объединения) радиус Метагалактики составлял 30 см, а радиус горизонта 3 • 10^-24 см. Следовательно, Метагалактика состояла примерно из 10⁷⁰ отдельных причинно не связанных областей. Между этими областями невозможно никакое взаимодействие. Возникает вопрос — как же в этих условиях при отсутствии всякого обмена установилось однородное изотропное распределение материи во Вселенной? В рамках фридмановской модели это невозможно объяснить и приходится принимать просто как постулат, подтверждаемый наблюдениями реликтового излучения. В де-ситтеровской модели проблема горизонта, вообще, не возникает, так как расширение Вселенной происходит значительно быстрее, чем рост горизонта. Это относится и к инфляционной модели. Более того, в ней раздувание происходит из причинно-связанной области размером 10^-33

’ см, которую, естественно, считать однородной и изотропной. Это свойство сохраняется и в процессе раздувания. В конце инфляционной стадии невообразимо раздувшийся «вакуумный пузырь» распадается, превращаясь в обычную материю. При этом область, из которой возникла наша Метагалактика, составляет лишь ничтожную часть «лопнувшего пузыря». Поэтому нет ничего удивительного в том, что эта область оказывается однородной и изотропной. В образовавшейся горячей Вселенной расширение идет медленнее, чем рост горизонта, но это уже не может повлиять на однородность и изотропию той исходной области, с которой стартует модель горячей Вселенной.

Вторая проблема связана с критической плотностью. Мы уже отмечали, что в современную эпоху средняя плотность материи во Вселенной по порядку величины близка к критической; она может отличаться от нее не более чем в тридцать раз, а с учетом скрытой массы — существенно меньше. Это в современную эпоху. А что было раньше? Принимая во внимание характер изменения плотности со временем[144], нетрудно получить, что в эпоху Великого объединения (t = 10^-34

с) отличие плотности от критической (ρ_кр — ρ)/ρ = 10^-50. Это поразительное совпадение! Ведь критическая плотность определяется постоянной Хаббла и, следовательно, зависит от скорости расширения Вселенной в рассматриваемый момент времени. Скорость определяется силой Большого взрыва. Почему же силу взрыва Природа подобрала таким образом, что критическая плотность на ранней стадии расширения с величайшей точностью совпала с реальной плотностью материи в этот момент? В рамках космологии Фридмана эта загадка остается неразрешимой. Инфляционная модель снимает проблему. Дело в том, что плотность вакуумо-подобного состояния в точности равна критической. Когда в конце стадии раздувания вакуумно-подобное состояние распадается и превращается в обычную материю, плотность ρ_вак этого состояния переходит в плотность обычной материи. Понятно поэтому, что последняя с величайшей точностью совпадает с критической плотностью в момент перехода.