Хронологическая шкала Вселенной. Источник изображения: NASA.

Ах да. Наш добрый друг инфляция.

Я посвятил целые серии статей инфляции, поэтому первым признаю: теория
неуклюжа. Настолько неуклюжа, что некоторые, включая нескольких её
первоначальных авторов, утверждают, что она даже не дотягивает до уровня
полноценной теории. Я не готов заходить так далеко. Но я понимаю это
стремление.

Вот что инфляция говорит о самых ранних моментах существования Вселенной, более или менее в хронологическом порядке. Вселенная родилась. Не спрашивайте, как. Сингулярность. Фундаментальные силы, первоначально
слившиеся воедино, отделились друг от друга по мере расширения и
охлаждения космоса. Это отделение запустило таинственное квантовое поле,
которое привело к всплеску экспоненциального расширения, что является
вежливым способом сказать, что Вселенная стала непостижимо большой и
непостижимо быстро.

К тому времени, как пыль осела, область, которая начиналась меньше
протона, разрослась примерно до размеров Солнечной системы. А затем это
квантовое поле, завершив свою работу, выбросило последние остатки своей
энергии в поток частиц и излучения, передав эстафету обычному горячему
Большому взрыву, который мы знаем и любим.

Если бы вам кто-то вручил эту историю на листе бумаги без всякого контекста,
вы бы имели полное право усомниться в моей вменяемости. Справедливо.
Звучит так, будто это полная выдумка.

Но инфляция была придумана не ради забавы. Она была создана для решения
ряда очень реальных, очень сложных проблем, связанных с обычным Большим
взрывом, и решает их с почти подозрительной легкостью.

Возьмем, к примеру, проблему плоскости. Геометрия Вселенной кажется плоской, почти идеально плоской, балансирующей на лезвии ножа между искривлением и бесконечным распадом. В стандартной модели Большого взрыва это  равновесие крайне нестабильно. Любое малейшее отклонение должно было бы  за миллиарды лет превратиться в огромную массу, и все же мы здесь, плоские, как доска. Инфляция исправляет это грубой силой. Возьмите любую искривленную поверхность и увеличьте ее в триллион триллионов раз, и любой небольшой участок, на котором вы стоите, будет казаться плоским, так же, как баскетбольный мяч кажется плоским муравью.

Затем возникает проблема горизонта. Посмотрите на один край неба, затем
переключитесь на противоположный край, и вы обнаружите две области,
которые никогда не соприкасались, которые никогда не могли обменяться ни
одним фотоном за всю историю космоса.

И тем не менее, они находятся при совершенно одинаковой температуре, с точностью до одной части на сто тысяч. Как же они координировались? Инфляция отвечает, что когда-то они были плотно прижаты друг к другу, в тесном тепловом контакте, прежде чем это бурное расширение отбросило их на противоположные концы видимой Вселенной.

И проблема монополей. Лучшие теории физики высоких энергий утверждают,
что в зарождающейся Вселенной должно было возникнуть огромное количество
магнитных монополей — тяжелых экзотических частиц, которые, что
примечательно, никому так и не удалось обнаружить. Инфляция просто
разбавляет их, настолько тонко размывая существовавшие монополи по
гигантскому объему после инфляции, что вам повезет, если вы наткнетесь
хотя бы на один во всей наблюдаемой Вселенной.

Уже одно это — много, что можно получить из одной идеи. Но инфляция
добавляет ещё один бонус, который она, по сути, не была обязана
предоставлять. Те же самые квантовые поля, которые привели к расширению,
подвергались крошечным квантовым флуктуациям, небольшим колебаниям,
возникающим в микроскопических масштабах.

Инфляция взяла эти колебания и растянула их по всему небу, заморозив их в виде слабых рябь в плотности материи. Эти ряби стали зародышами. Дайте им миллиарды лет и немного гравитации, и они вырастут в галактики, скопления и обширную космическую сеть, которую мы наблюдаем.

И вот тут-то вы должны насторожиться. Инфляция не просто говорит: «были
семена». Она предсказывает статистический отпечаток этих семян: сколько
больших волн, сколько средних, сколько маленьких, и как они все связаны
друг с другом в разных масштабах. Она делает конкретное, проверяемое
предсказание. И когда мы измерили реальную Вселенную, это предсказание
оказалось верным.

В двух словах, вот почему эта нелепая, неуклюжая, едва ли можно назвать
теорией, просуществовала почти полвека. Не потому, что она элегантна. Не
потому, что она кому-то особенно нравится. А потому, что никто не
придумал ничего лучше, и потому что она постоянно подтверждает данные.

Это не значит, что инфляция чувствует себя комфортно в своей собственной
шкуре. У неё есть свои проблемы, и они немаленькие. Что же на самом деле
питает инфляцию? Мы этого точно не знаем. Мы добавляем поле с нужными
свойствами, потому что этого требует математика, а не потому, что нашли
его где-то поблизости.

Хуже того, как только инфляция начинается, у неё есть тревожная тенденция
никогда полностью не останавливаться, порождая бесконечную пену других
вселенных в неуправляемой мультивселенной, которую, возможно, никогда не
удастся исследовать. И при всей своей хитрости инфляции всё ещё нужно
начало.

Она всё ещё достигает дна в той самой сингулярности, которую так тщательно
замаскировала. Не спрашивайте, как родилась Вселенная. Сингулярность. Мы
вернулись туда, откуда начали.

Таким образом, инфляция царит, но царит нервно, постоянно оглядываясь через плечо. А трон, удерживаемый с таким беспокойством, — это открытое
приглашение. Все, что нужно, — это достаточно смелая конкурирующая идея,
которая подойдет и попытается ее потеснить.