Физикам удалось смоделировать критический период «разогрева», положивший начало Большому взрыву

Как гласит теория Большого взрыва, где-то около 13,8 миллиардов лет назад Вселенная взорвалась как бесконечно маленький, шар материи, который охлаждался по мере своего расширения, вызывая реакции, создавшие первые звезды и галактики и все, что мы видим (и есть) сегодня.

Физики полагают, что незадолго до того, как Большой взрыв запустил Вселенную в ее постоянно расширяющийся курс, была еще одна, более взрывоопасная фаза ранней Вселенной: космическая инфляция, которая продолжалась менее триллионной доли секунды. В течение этого периода материя – быстро расширялась до того, как процессы Большого взрыва начали медленнее расширяться и диверсифицировать раннюю Вселенную.

Недавние наблюдения независимо подтверждают теории как о Большом взрыве, так и о космической инфляции. Но эти два процесса настолько радикально отличаются друг от друга, что ученые изо всех сил пытались понять, как один следовал за другим.

Теперь физики из Массачусетского технологического института, Кеньон-колледжа и других стран подробно смоделировали промежуточную фазу ранней Вселенной, которая могла бы соединить космическую инфляцию с Большим взрывом. Эта фаза, известная как «разогрев», произошла в конце космической инфляции и включала процессы, которые смешавшись с холодной, однородной материей инфляции в ультра сложный микс, имевший место в начале Большого взрыва.

Команда обнаружила, что это экстремальное преобразование было бы еще быстрее и эффективнее, если бы квантовые эффекты изменили способ, которым материя реагировала на гравитацию при очень высоких энергиях, отклоняясь от того, как теория общей теории относительности Эйнштейна предсказывает взаимодействие материи и гравитации.

«Это позволяет нам рассказать непрерывную историю, от инфляции до периода после инфляции, до Большого взрыва и за его пределы», — говорит Кайзер. «Мы можем проследить непрерывный набор процессов, все с известной физикой, чтобы сказать, что это один из правдоподобных способов, почему Вселенная стала выглядеть так, как мы ее видим сегодня».

Результаты команды опубликованны в Physical Review Letters. Соавторы Кайзер — ведущий автор Рэйчел Нгуен и Джон Т. Гиблин, оба из колледжа Кеньон, и бывший аспирант Массачусетского технологического института Эвангелос Сфакианакис и Йоринде ван де Вис, оба из Лейденского университета в Нидерландах.