С одной стороны это звучит очень парадоксально и непонятно для человеческого разума. Но с другой стороны, есть много научных примеров, которые беспощадно ломают здравый смысл и с этим, к сожалению ничего нельзя поделать. Например, корпускулярно-волновой дуализм, который гласит нам о том, что некоторые микроскопические объекты могут при одних обстоятельствах принимать форму частицы, а при других форму волны. Или туннельный эффект, который разрешает частицам при определенных условиях спокойно преодолевать некоторые барьеры, по сути совершая "телепортацию" через него. Объясняется этот эффект принципом неопределенности Гейзенберга. И самое главное, что это не выдумки ученых, так как существуют приборы, работающие на этих принципах, например туннельный диод. Именно поэтому не стоит отрицать возможность некоторых процессов только из-за отсутствия в них здравого смысла.
Как известно, в нашей вселенной есть определенное конечное количество энергии и согласно ЗСЭ (закону сохранения энергии), это количество не может изменяться. Но ЗСЭ верен только при условии, что система инерциальна, а вселенная в своем роде не совсем инерциальна, так как она тратит определенную энергию на свое расширение, если выражаться максимально просто. Самый простой пример- это шарик с водой. Шарик давит на стенки, при этом совершается положительная работа и на это затрачивается внутренняя энергия шарика. Такую же аналогию можно привести со вселенной.
По представлениям современных ученых вакуум обладает отрицательным давлением, поэтому вакуум должен обладать отрицательной силой отталкивания, значит обладать антигравитацией. То есть, если существует среда состоящая исключительно из вакуума, то она неминуемо будет расширяться и в процессе будет затрачиваться отрицательная работа, а это уже означает то, что на этот процесс энергия не будет тратиться, а наоборот восполняться, то есть по сути энергия будет браться из ниоткуда. Это значит что вакуум, при определенных условиях,является бездонным хранилищем энергии, в котором нет ограничений на ее количество.
Теперь перейдем к процессу Большого Взрыва. Согласно теории инфляции, изначально вселенная находилась в состоянии ложного вакуума и при расширении и использовании механизма выше в первые 10^-34 секунды вселенная увеличилась вдвое, а дальше увеличение проходило в геометрической прогрессии, одновременно с этим вакуум во вселенной начал набирать энергию и превратился, в еще более энергетически наполненный ложный вакуум. Но как известно ложный вакуум не совсем стабилен и всегда стремится к распаду, то есть переходу на более низкий энергетический уровень, что в итоге и произошло. Так эпоха холодной вселенной закончилась и при распаде выделилось колоссальное количество энергии, которая моментально нагрела вселенную до 10^27 К, из которой в последствии и образовалось барионное вещество, из которого состоят звезды, галактики и мы в том числе, но при этом процессе прекратилась и инфляция, то есть неограниченное раздувание. А уже после этого события вселенная начала расширяться в привычном для нас виде, следуя стандартной на сегодняшний день модели. Вполне возможно, что роль темной энергии во вселенной, отвечающей за ее расширение с ускорением, отвечает как раз таки вакуум. Но тогда почему на начальных этапах (6-8 млрд лет после возникновения вселенной), после завершения процесса инфляции, вселенная расширялась с замедлением? Все дело в том, что тогда плотность барионной и темной материи была выше плотности вакуума, но по мере расширения плотность вещества становилась все меньше и вакуум вновь стал доминировать.
Проблемы, которые решила теория инфляции:
- Однородность вселенной на больших масштабах. Так как при столь сильном раздувании все начальные неоднородности нивелируются, как металлический шарик кажется ровным, хотя при приближении на его поверхности все равно наблюдаются маленькие неровности.
- Неоднородность вселенной на малых масштабах. Так как процесс завершения инфляции и распада ложного вакуума произошел не везде одновременно, то из-за этого возникли неоднородности, которые в
дальнейшем процессе расширения стали галактиками, звездами и т.д. - Проблема плоскости вселенной. Заключается эта проблема в том, что, если говорить проще, вселенная слишком плоская и эту проблему не может объяснить теория о горячей вселенной, а теория инфляции объясняет эту проблему. Ведь для нее не важно насколько было искривлено пространство в начале, потому что в конце при столь сильном расширении, вселенная все равно стала казаться плоской, как для человеку, стоящего на земле, Земля кажется плоской.
Но, к сожалению, эта теория вызывает и некоторые проблемы. Откуда в начале процесса инфляции во вселенной уже был ложный вакуум? Что происходило до нее? На эти и многие другие вопросы ученым еще предстоит найти ответы.