Новейшие разработки в области космологии показывают, что большая часть Вселенной находится в состоянии взрыва, ускоренного расширения, называемого инфляцией. Мы живем в «пузыре», где инфляция закончилась, а другие пузыри с различными свойствами постоянно формируются. Большинство, если не все, из этих пузырей находятся за пределами нашего космического горизонта и не могут быть непосредственно наблюдаемыми. Я обсуждаю происхождение этого нового мировоззрения, его возможные наблюдательные тесты, и его последствия для начала и конца Вселенной.

Кажется, что Вселенная сегодня почти полностью состоит из материи. Современные данные из космологии и физики частиц (исследования Вселенной в наибольшем и наименьшем масштабах) предлагают объяснение этого факта. Все фундаментальные составляющие материи встречаются подходящими парами: для каждой частицы имеется античастица той же массы, но противоположная в других отношениях, таких, как электрический заряд. Симметричное удвоение частиц и античастиц требуется для соединения двух великих теорий в физике двадцатого века — релятивизма и квантовой механики. Эта симметрия хорошо подтверждена экспериментом. С 1932 г., когда был открыт позитрон (или антиэлектрон), каталог античастиц быстро рос вместе с каталогом частиц. В действительности частицу и ее античастицу часто открывали одновременно, когда обе они рождались парой в результате столкновения частиц в ускорителе при высоких энергиях. Такие столкновения всегда, кажется, порождают материю и антиматерию в равных количествах; действительно, долгое время считалось, что законы природы не отдают предпочтения материи или антиматерии.

В теории, представляющей собой основу всей современной космологии, возможно, скрыты глубокие противоречия. Вселенная без инфляционной стадии? Возможен пересмотр концепции стремительного раздувания ранней Вселенной (отмечено желтым) в эпоху, следовавшую за Большим взрывом.

Процесс разделения вселенной на различные части еще более упрощается, если принять во внимание эффект самовоспроизводства инфляционных областей. Основной механизм можно представить себе следующим образом. Если квантовые флуктуации достаточно велики, они могут локально увеличить потенциальную энергию скалярного поля в некоторой части вселенной. Вероятность квантовых переходов, ведущих локальному к увеличению плотности потенциальной энергии может быть очень малой, но область, где они произошли начинает расширяться значительно быстрее остальных, и квантовые флуктуации в ней приводят к рождению новых инфляционных областей, которые будут расширяться еще быстрее. Это поразительное поведение ведет к эффекту самовоспроизводства вселенной.

Продолжение перевода замечательной статьи А.Д. Линде Inflation, Quantum Cosmology and the Anthropic Principle

Одним из главных желаний физиков является построение теории, которая бы естественным образом предсказывала наблюдаемые значения всех параметров фундаментальных частиц. Хочется верить, что правильная теория, описывающая наш мир, должна быть красивой и простой.

Перевод замечательной статьи А.Д. Линде Inflation, Quantum Cosmology and the Anthropic Principle