Согласно стандартной космологической модели, Вселенная начала расширяться из состояния бесконечно большой плотности и через 10/-35 с ее объем достиг размеров бейсбольного мяча. На этой стадии она была уже слишком велика и расширялась слишком быстро, чтобы сигнал, распространяющийся со скоростью света, мог ее пересечь. Причинная связь между событиями, определяемая скоростью света, была ограничена областью диаметром 10/-25 см, т. е. во Вселенной размером с бейсбольный мяч поместилось бы 10/78 таких областей. Современная теоретическая физика позволяет решить несколько сложнейших космологических проблем в предположении, что наблюдаемая Вселенная когда-то была чрезвычайно малой частью такой причинно-связанной области.
В период от 10/ 35 с после начала расширения вплоть до 10/32 с эта область могла пройти через так называемую «инфляционную» фазу. При этом ее размер увеличился в 10/100 раз — от триллионной доли диаметра протона до величины, в 10/47 раз превышающей размер наблюдаемой Вселенной. (Точное значение «инфляционного» коэффициента несущественно, если он больше 10/25.) К концу этого грандиозного расширения область, которой предстояло стать современной наблюдаемой Вселенной, должна была достичь размера бейсбольного мяча, вкрапленного во Вселенную огромных размеров, которая продолжала расширяться за пределы современного горизонта.
Спустя 10/35 + 10/32 с после начала расширения, «инфляционная» фаза сменилась фазой обычного расширения, и область размером с бейсбольный мяч, так же как и окружающая Вселенная, обрела скорость расширения, которая с тех пор и обусловливает ее эволюцию. Эта удивительная гипотеза была выдвинута группой физиков и космологов, которые обратились к физике элементарных частиц, чтобы построить последовательную картину Вселенной в возрасте 10/35 с. Впервые эта идея была изложена А. Гутом (Массачусетский технологический институт) в статье, опубликованной в 1982 г. В журнале "Physical Review". Гут указал на некоторые противоречия модели, однако А. Олбрехту и П. Стейнхардту (Пенсильванский университет) и А. Линде (ФИАН, СССР) удалось преодолеть ряд трудностей.
В настоящее время они и несколько других исследователей пересматривают модель раздувающейся Вселенной и изучают ее следствия. Основная идея Гута заключалась в том, чтобы применить принципы термодинамики к веществу и энергии во Вселенной с температурой около 10/27 K. При такой колоссальной температуре частицы имеют энергию, при которой, по-видимому, перестает существовать различие между тремя основными фундаментальными взаимодействиями. Для обычных температур характерны четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильное взаимодействие, благодаря которому существуют ядра атомов, слабое взаимодействие, ответственное, например, за В-распад нейтрона, а также электромагнитное и гравитационное взаимодействия.
Заветная мечта физиков теоретиков — дать единое объяснение всем четырем типам фундаментальных взаимодействий, но к настоящему времени удалось связать лишь первые три в рамках теории великого объединения. Эта теория предсказывает, что при температуре выше критического значения 10/27 К. сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия симметричны в том смысле, что они неотличимы друг от друга. При температуре ниже критической сильное взаимодействие отличается от двух других и симметрия нарушается. По предположению Гута, одно из следствий нарушения симметрии — переход вещества и энергии в новую фазу.
Можно провести аналогию между фазовым переходом, предсказанным Гутом, и переходом вещества из жидкого состояния в твердое. В последнем случае фазовый переход сопровождается образованием кристаллической решетки. В результате такой перестройки полная энергия системы снижается и выделяется некоторое количество энергии, называемое скрытой теплотой. Однако если в жидкости нет центров кристаллизации, то ее можно охладить ниже точки замерзания. Эту новую фазу называют переохлажденной жидкостью. Если поместить в такую жидкость подходящие ядра кристаллизации, то она замерзнет. При этом выделится скрытая теплота и температура твердого вещества повысится.
По аналогии Гут установил, что в течение симметричной фазы, предсказываемой теорией великого объединения, на ранних стадиях эволюции Вселенной могло наступить переохлаждение. Такая симметричная фаза может возникнуть в некоторых областях Вселенной при температуре всего 10/22K. В переохлажденной симметричной фазе расширение происходит экспоненциально, до тех пор пока не будет нарушена симметрия между фундаментальными взаимодействиями и наступит фаза, следы которой теперь проявляются всюду в наблюдаемой Вселенной. Такой переход в расширяющейся области, находящейся в симметричной фазе, сопровождается выделением огромного количества скрытой теплоты, и область вновь достигает температуры около 10/27К.
