В Политехническом музее решено возродить древнюю традицию проведения открытых научных диспутов. Первое подобное мероприятие, состоявшееся на минувшей неделе, было посвящено тайнам рождения Вселенной.

Открытые научные диспуты имеют долгую историю. Еще в эпоху Ренессанса ученые вызывали друг друга на встречи, где вели споры на научные и литературные темы. В процессе общения участники задавали друг другу определенное количество вопросов или задачи. Тот, кто отвечал на наибольшее их число, побеждал в диспуте. Эти мероприятия всегда привлекали внимание публики, помогали исследователям получить приглашение в престижный университет, набрать себе новых учеников, а порой в подобных спорах рождались новые ответы на старые добрые вопросы, будоражившие ученые умы.

В ходе первого открытого диспута в Политехническом музее ведущие российские космологи пытались найти ответ на вечный вопрос, с чего началась Вселенная. Участники диспута - академик Российской академии наук Валерий Рубаков и член-корреспондент Российской академии наук Игорь Ткачев - спорили о том, почему Вселенная такая большая, старая и плоская, почему она однородна и одинакова по всем направлениям и, наконец, почему в ней так много частиц, но при этом, нет ничего лишнего.

Основным камнем преткновения стала теория космической инфляции, предложенная американским физиком и космологом Аланом Гутом около 30 лет назад. Согласно этой гипотезе, в самом начале эволюции Вселенной, она была заполнена особой формой материи - так называемым ложным вакуумом, существование которого следует из физики элементарных частиц. Самое необычное свойство ложного вакуума – вызываемая им отталкивающая гравитация. Именно она привела к очень быстрому ускоряющемуся расширению Вселенной, которое и было названо инфляцией (по аналогии с экономикой). При таком типе расширения существует характерное время удвоения, за которое размер Вселенной увеличивается в два раза. Ложный вакуум нестабилен - он распадется, порождая огненный сгусток, что приводит к окончанию космической инфляции. Распад ложного вакуума играет в теории Алана Гута роль Большого взрыва. С этого момента Вселенная развивается в соответствии с представлениями стандартной космологии Большого взрыва.

Игорь Ткачев уверен, что простая и элегантная теория космической инфляции прекрасно объясняет все наблюдательные данные эволюции Вселенной:

– Если бы Вселенная раздулась, всюду был бы чистый вакуум. Но мы знаем, что в нашей Вселенной есть галактики, есть структуры, температуры на небе не везде одинаковые. И последовательная теория должна уметь объяснять происхождение этих структур. Инфляционная теория умеет это делать. Квантовый вакуум. Он не совсем такой пустой, как я сказал. В нем нет частиц, но есть поля. В квантовом вакууме есть виртуальные частицы. Частицы все время рождаются и исчезают. Находят друг друга и исчезают, потому что энергия сохраняется. А в расширяющейся Вселенной они родились, Вселенная расширилась, они друг друга потеряли. И рождаются после этого реальные частицы. Поэтому вот в такой экспоненциально быстро расширяющейся вселенной в инфляционной теории возникает рождение частиц, которые контролируются, вычисляются в рамках стандартных современных представлений.

Однако академик Валерий Рубаков сомневается в необходимости космической инфляции, поскольку ее наблюдательных подтверждений на самом деле пока не получено:

– Я отнюдь не являюсь противником инфляционной теории. Надо понимать, что такая возможность есть, она вполне самосогласованная, и те проблемы, о которых говорил оппонент, она решает. Но это не значит, что нет других возможностей. Что нам надо? Нам надо иметь длительный период эволюции Вселенной до того, как началась горячая стадия, та стадия, про которую мы знаем, что там температуры были миллиарды градусов. Надо, чтоб у Вселенной было достаточно времени, чтобы установилось в ней тепловое равновесие, чтобы области Вселенной обменялись сигналами. Значит, ясно, что до вот такой горячей стадии быстрого расширения было что-то еще. На мой взгляд, сомнений в этом нет. Была ли это инфляция – большой вопрос.

По мнению Валерия Рубакова, теория инфляции пока не является законченной научной моделью, а представляет собой лишь один из тысяч взглядов на вопрос происхождения Вселенной:

– На сегодня расклад такой: инфляционные предсказания варьируются очень широко. Какие-то из них уже отброшены. Предсказания, сделанные с помощью других механизмов, мало отличаются от того, что предсказывает инфляция. Одно исключение: инфляция точно предсказывает гравитационные волны, которые должны существовать на самых-самых ранних стадиях эволюции Вселенной. Если гравитационные волны с теми свойствами, которые предсказывает теория инфляции, будут обнаружены, то тут я поднимаю руки – это будет доказательство теоремы.

В ходе прошедшего диспута истине родиться так и не удалось. Поиски ответа на интригующий вопрос о происхождении Вселенной продолжаются.