В начале был комок планковских размеров
В конце 1980‑х гг. Роберт Бранденбергер и Кумрун Вафа
сделали первые важные шаги к пониманию того, к каким изменениям в следствиях из
стандартной космологической модели приведет использование теории струн. Они
пришли к двум важным выводам. Во‑первых, по мере движения назад к моменту
Большого взрыва температура продолжает расти до момента, когда размеры
Вселенной по всем направлениям сравняются с планковской длиной. Но в этот
момент температура достигнет максимума и начнет уменьшаться. На интуитивном
уровне нетрудно понять причину этого явления. Предположим для простоты (следуя
Бранденбергеру и Вафе), что все пространственные измерения Вселенной
циклические. При движении назад во времени радиус каждой окружности
сокращается, а температура Вселенной увеличивается. Но из теории струн мы
знаем, что сокращение радиусов сначала до и затем ниже значений планковской
длины физически эквивалентно уменьшению радиусов до планковской длины,
сменяющемуся затем их последующим увеличением. А так как температура при
расширении Вселенной падает, то безрезультатные попытки сжать Вселенную до
размеров, меньших планковской длины, приведут к прекращению роста температуры и
ее дальнейшему снижению. Подробные вычисления Бранденбергера и Вафы
подтверждают, что так оно и происходит на самом деле.
В результате Бранденбергер и Вафа пришли к следующей
космологической картине: сначала все пространственные измерения в теории струн
плотно свернуты до минимальных размеров, грубо говоря, до планковской длины.
Температура и энергия высоки, но не бесконечны: парадоксы начальной точки
нулевого размера в теории струн решены. В начальный момент существования
Вселенной все пространственные измерения теории струн совершенно равноправны и
полностью симметричны: все они свернуты в многомерный комок планковских
размеров. Далее, согласно Бранденбергеру и Вафе, Вселенная проходит первую
стадию понижения симметрии, когда в планковский момент времени три
пространственных измерения отбираются для последующего расширения, а остальные
сохраняют исходный планковский размер. Затем эти три измерения отождествляются
с измерениями в сценарии инфляционной космологии и в процессе эволюции,
изображенной на рис. 14.1, принимают наблюдаемую ныне форму.
|
