Украинские ученые внесли большой вклад в разработку инфляционной теории развития Вселенной

Украинские ученые внесли большой вклад в разработку инфляционной теории развития Вселенной Премия в космологии Фундации Грубера в 2015 году присуждена Вячеславу Муханову и Алексею Старобинському за их творческий взнос в инфляционную теорию, сущностный компонент для осознания эволюции и структуры Вселенной

Согласно описанию премии, теоретическая работа Вячеслава Муханова и Алексея Старобинського “изменила наши взоры на происхождение нашей Вселенной и механизм формирования его структуры”. Они создали “огромный взнос в инфляционную космологию и теорию инфляционного возмущения метрические свидетельства места-времени. Эта теория, объясняя происхождение квантовой структуры нашей Вселенной, есть одним из ярких проявлений законов квантовой механики на космологически наибольших масштабах “.

Благодаря их взносу, научные работники предоставили убедительные решения двум значимым вопросам космологии: попочему структура Вселенной эта равномерная на самых больших масштабах? Откуда бывают замечены отклонения от однородности – такие, как галактики, планетки и люди?

Муханов, профессор физики в институте Людвига-Максимилиана в Мюнхене, и Старобинський, крупнейший научный сотрудник в Институте теоретической физики в Столице, поделят премию в $ 500 000, которая несомненно будет представлена 3 сентября 2015 во время конференции 2015 COSMO – в центре теоретической космологии Стивена Хокинга в Кембридже, Англия

Работа, за которую они почтены, стартовало в конце 1970-х и в начале 1980-х, в этап плодородных, даже пылких, теоретических изысканий ранних моментов рождения Вселенной. В 1965 году астрологи оказали космический микроволновой фон – реликтовое излучение, коие датируются эпохой 13,8 миллиардов лет что, когда возраст Вселенной составлял вблизи 380 000 лет, на протяжении коих атомы водорода и фотоны кванты света) разделились, вызывая собственного рода изображения-”фотовспышка “, коие пронизывает Вселенную и по сей денек. Это открытие подтверждено ключевым предусмотрением доктрине Большого взрыва и подвигли целое поколение теоретиков

Между них был и Старобинський, тогда старший научный работник Института Ландау. Его подход применял квантовую механику и общую теорию относительности для поползновения понять, как Вселенная, которая расширяется, имел возможность возникнуть. Хотя он и не принял решение эту проблему, расчеты, которые он устроил в 1979-1980 гг. действительно показывают, собственно что Вселенная могла пережить чрезвычайно резвое експоненциальне расширение в первые мигу собственного существования

В следующем годе Муханов Столичный физико-технический институт) и Г. В. Чибисов ФиАН, Столица; он умер несколько лет что), начали работать над следствиями квантовых флюктуаций в рамках модели Старобинського. Квантовые флюктуации – несоблюдение в ткани просторную предусмотрено принципом неопределенности Гейзенберга – практически постоянно присутствующие во Вселенной. Но в очень малой, очень плотной, и чрезвычайно энергичной новорожденной Вселенной они были бы находящиеся там в размере большему за обычный. Больше того, вид експоненциального расширения, кот-ый предлагал Старобинський, растянул бы эти флюктуации за границы квантового масштаба. В 1981 Муханов и Чибисов оказали, собственно что эти колебания могли бы выступать роль ядер, которые в конечном результате превратятся в современные крупномасштабные павутиноподибни структуры Вселенной: галактики, скопление галактик и суперскопление галактик

Когда данный механизм был впервые предложенный, это смотрелось как новелла из научной фантастики. Квантовые флюктуации по обыкновению бывают замечены только на крохотных субатомных масштабах, например что идея, что галактики появились от квантовых флюктуаций казалась всецело удивительными. И все же таки последующее развитие теоретической и наблюдательной космологии вовсе содействуют этой возможности

В скором времени в последствии завершения работы Старобинського, американский физик Алан Гут предложил сверкающую идею о том, что експоненциальна стадия расширения ранешней Вселенной, которую он назвал инфляцией, имеет возможность объяснить невероятную одинаковость нашей Вселенной и решить большое количество других нерешенных проблем космологии Огромного Взрыва. Тем не менее, Гут незамедлительно признал, что его предложение имело изъян: мир, который описывается его сценарием будет или пустым, или очень неоднородным в конце инфляции

Данная проблема была решена Андреем Линде, кот-ый предложил несколько основных модификаций инфляционной доктрине, такие как новая инфляция позже также разработана Альбрехтом и Стейнхардтом), беспорядочная инфляция, и вечная хаотичная инфляция. Свежая космологическая парадигма родилась. В 2004 году, Гут и Линде возымели премию Грубера за развитие инфляционной доктрине

Первичные целые модели Старобинського достаточно сильно отличались от целей инфляционной доктрине. Вместо того, чтобы объяснить однородность Вселенной, он представил, что Вселенная была абсолютно однородной с самого начала. Впрочем в скором времени стало понятно, собственно что математическая структура его модели была довольно похожа на теорию новой инфляции, наконец они естественно объединились в область инфляционной космологии, кот-ая быстро развивается

В 1982 году некоторое количество ученых, в том числе Старобинський, выложили теорию квантовых флюктуаций, которые генеруєються в свежей инфляции. Эта теория была довольно похожа на теорию, разработанную Мухановим и Чибисовим в контексте модели Старобинського. Изыскание инфляционных флюктуаций завершились в 1985 году в работе Муханова, кот-ый построил точную теорию этих флюктуаций, коие можно было применить к широкому классу инфляционных моделей, в что числе новой и хаотичной инфляции

Данная теория предусматривает, что инфляционные возмущения имеют практически уровне амплитуды по всем масштабах длины. Не наименее важным выводом было то, собственно что эта масштабная инвариантность есть ближайшей, но не точной: амплитуда флюктуаций подабающая слегка растить с расстоянием. Эти флюктуации имели бы уровне амплитуды для всех форм материи и энергии именуются адиабатичними флюктуациями). Теория также учитывает конкретные статистические формы флюктуаций, знаменитые как Гаусова статистика

Из тех пор все больше точные наблюдения космического микроволнового фонового излучения дали решающие совпадения с теоретическими предусмотрениями такого как, как эти началу квантовые флюктуации станут выглядеть после того как Галактика расширится на протяжении 380 000 лет. Эти исследования включают в себя карты целого неба, приготовленные спутником Cosmic Microwave Background Explorer COBE), зондом для исследования реликтового излучения «Уилкинсон» WMAP), и галлактической обсерваторией «Планк». Джон Мазер и команда COBE возымели премию в космологии Фундации Грубера в 2006 году, Чарльз Беннетт и команда WMAP возымели ее в 2012 году. Еще в 1979 году Старобинський кроме того оказал, что експоненциальне расширение Вселенной обязаны служить причиной гравитационные волн – квантовый побочный продукт совместной теории относительности, и мишень для свежего поколения инструментов, которые, как возможно ожидать, станут к порядку на протяжении последующего десятилетия

По материалам Nauka. in. ua