Текст книги "Предчувствия и свершения. Книга 3. Единство"

Автор книги: Ирина Радунская

сообщить о нарушении

Текущая страница: 21 (всего у книги 24 страниц)

Новые вопросы

Прежде чем идти дальше, расположим все кадры сценария, в том числе новые начальные кадры, в порядке их следования. В таком виде он получил название стандартного сценария.

Усовершенствованный стандартный сценарий, так же как его первоначальный вариант, не говорит ничего о том, как Вселенная пришла в исходное сверхгорячее и сверхплотное состояние.

Стандартный сценарий не претендует и на описание эволюции Вселенной в состоянии суперобъединения. Первое конкретное высказывание о предыстории Вселенной состоит в том, что при остывании до температуры 10²⁹ К, сильное электромагнитное и слабое взаимодействия были объединены в единое поле.

Первый кадр фиксирует момент времени порядка 10^-35 с от начала расширения, когда температура падает до критического значения 10²⁸ К и происходит первое нарушение симметрии Великого объединения. С этого момента сильные взаимодействия отделяются от электрослабых, а лептоны от кварков.

Во второй переломный момент, через 10^-10 с от начала расширения, при температуре порядка 10¹⁵ К происходит следующий переход: электромагнитные взаимодействия отделяются от слабых.

Дальнейшая эволюция Вселенной происходит так, как это отображают последующие кадры сценария Большого взрыва, описанные выше.

Даже уточнения, введенные в стандартный сценарий эволюции горячей Вселенной, не позволили избавиться от целого ряда трудностей, выявившихся в ходе анализа этого сценария.

Прежде всего остался открытым вопрос о том, как Вселенная пришла в исходное сверхплотное, сверхгорячее состояние. Этот вопрос порожден самой теорией Фридмана. Ученые стремились узнать, что было до момента времени, с которого в теории Фридмана начат отсчет времени. Некоторые считают, что вопрос о том, что было до начала, не имеет физического смысла. Но такой подход кажется многим ученым не вполне удовлетворительным. Возможно, нужно привыкнуть к некорректности этого вопроса, как мы привыкли к недостижимости абсолютного нуля температуры, к принципу неопределенности в квантовой механике. Может быть, и пространство подвержено своеобразному квантованию и не может существовать размера или объема, меньше элементарного. Эти вопросы еще тревожат физиков, определяя дальнейшие задачи исследователей. Целью науки остаются поиски ответов на эти вопросы. Ответов, опирающихся на дальнейшее углубление в тайны Природы.

Остался и вопрос о первоначальной кривизне Вселенной. Мы помним, что наблюдения показывают чрезвычайную близость средней плотности материи в современной Вселенной к ее критическому значению, при котором Вселенная должна быть плоской, точнее, ее пространство должно соответствовать геометрии Евклида. Оценки показывают, что для существования современной Вселенной с ее наблюдаемым размером, равным 10²⁸ см, и лежащей в узких пределах средней плотностью материи необходимо, чтобы в начальный момент средняя плотность материи отличалась от критической средней плотности меньше чем на 10^-55 от ее величины. Эти же оценки подсказывают, что если бы в начальный момент средняя плотность материи отличалась всего на 10^-55 в меньшую сторону, то современная средняя плотность материи во Вселенной была бы столь малой, что образование звезд, планет и появление людей, задающих вопросы природе, было бы невозможно.

Если же средняя плотность материи была бы на 10^-55 больше, то Вселенная была бы замкнутой, а темп ее эволюции был бы очень быстрым, и ее расширение уже давно должно было бы перейти в сжатие, и Вселенная уже давно должна была сколлапсировать и превратиться в колоссальную черную дыру. При этом ускоренном темпе эволюции не хватило бы времени на возникновение современных звезд и на зарождение жизни.

О ее дальнейшей судьбе на основе имеющихся знаний нельзя сказать ничего определенного.

Стандартный сценарий не может объяснить причин изотропии реликтового излучения, того, что оно приходит со всех сторон одинаковым. Опыты показали, что если учтено влияние движения Земли, то реликтовое излучение одинаково во всей небесной сфере с погрешностью меньшей, чем одна десятитысячная. Трудность объяснения этого экспериментального факта состоит в том, что в период, непосредственно следующий за Большим взрывом, Вселенная, согласно стандартному сценарию, расширяется так быстро, что невозможно уловить причины ее начальной однородности. Но именно это необходимо для объяснения изотропии реликтового излучения.

Причиной, приводящей к этой трудности, является постулат о предельной роли скорости света, лежащей в основе Специальной теории относительности. Этот постулат, достоверность которого не вызывает сомнений, означает, что ни один физический процесс, ни один сигнал, несущий информацию, не может распространяться быстрее света, быстрее сигнала, переносимого светом. Но если считать источником сигнала сам Большой взрыв, то в каждый момент после него существует вполне определенное расстояние, на которое свет донесет сигнал о происшедшем Большом взрыве. Оно равно произведению скорости света на время, прошедшее от Большого взрыва. За этим расстоянием утвердилось наименование «горизонт событий» или просто «горизонт». Так как скорость света является предельной, то за горизонт событий нельзя передать никакого сигнала, из-за горизонта событий нельзя получить никакой информации. К этому нам предстоит возвратиться позднее. Сейчас же обратим внимание на то, что между точками, удаленными на расстояние, превышающее радиус горизонта событий, не может существовать никакого физического взаимодействия. Между ними невозможны причинно-следственные связи.

Предельный характер скорости света приводит к заключению о том, что ни одно событие, лежащее за горизонтом, не может быть причиной или следствием события, происходящего в центре пространства, охваченного этим горизонтом. Вместе с тем конкретные математические расчеты, выполненные на основе стандартной космологической модели, приводят к парадоксальному результату. Расстояние между источниками реликтового излучения, находящимися в момент испускания этого излучения в противоположных направлениях на небесной сфере, в 90 раз превышало расстояние до существовавшего в тот момент горизонта.

Таким образом, причинная связь между этими источниками реликтового излучения отсутствовала, и трудно объяснить, каким образом эти источники пребывали в почти одинаковых условиях.

Физики называют эту загадку проблемой горизонта. Эту проблему можно ликвидировать, введя в качестве начального условия высокую степень первоначальной однородности Вселенной и предположив, что такая однородность сохраняется на первых стадиях Большого взрыва. Но при этом остается необоснованным и непонятным, почему возникли такие жесткие начальные условия. Проблема оказывается не решенной, а лишь перенесенной от уравнений, описывающих течение процесса, к начальным условиям, устанавливающим, с чего началось развитие этого процесса.

В стандартном сценарии имеется еще одна трудность, связанная с предыдущей. Для объяснения существования современных галактик, скоплений галактик и их сверхскоплений, наблюдаемых астрономами, необходимо, чтобы наряду с начальной, очень высокой однородностью ранняя Вселенная содержала бы определенные малые начальные неоднородности, такие, вокруг которых в ходе эволюции концентрировались огромные массы вещества, образующие иерархию галактик. Эти начальные неоднородности не могут самопроизвольно возникнуть в случае, если принята гипотеза однородных начальных условий. Значит, начальные условия нужно усложнить, совместив в них наличие мелких неоднородностей на фоне общей однородности «в среднем». Однако такие начальные условия с трудом согласуются с современными данными о свойствах очень плотной горячей плазмы. Представляется необходимым объяснить, как подобные начальные условия приводят Вселенную к современному виду, в каком она предстает перед астрономами в наши дни.

Существенной трудностью стандартного сценария является проблема средней плотности материи во Вселенной. С ней мы уже встречались при обсуждении первоначальной теории Фридмана. Современные оценки на основе наблюдений астрономов показывают, что отклонение средней плотности материи от критического значения, принятого за единицу, лежит в пределах от 0,1 до 2. Но вычисления, проведенные на основе стандартного сценария, показывают: для того чтобы в процессе расширения средняя плотность материи попала внутрь этих границ, она должна через секунду после начала расширения равняться единице с погрешностью менее чем 10^-15. Это, конечно, менее жесткое требование, чем погрешность 10^-65, с которой мы встречались в более раннем периоде расширения. Но стандартный сценарий не способен объяснить причину, приведшую к тому, что средняя плотность материи, вплоть до первой секунды расширения, была равна своему критическому значению с такой большой точностью.

Не может считаться окончательно решенным вопрос о современном преобладании вещества над антивеществом. Стандартный сценарий объясняет его ссылкой на малую флуктуацию. На случайное отклонение от равенства числа ядерных частиц – барионов и числа антибарионов в начале аннигиляции. Такого отклонения, что на миллиард антибарионов приходилось ровно миллиард и еще один лишний барион. Общее количество барионов и антибарионов в то время было столь велико, что этого ничтожного преимущества достаточно, чтобы после аннигиляции всех пар барионов и антибарионов осталось ровно столько «избыточных» барионов, сколько их существует в современной Вселенной. А общее число барионов в видимой части Вселенной сейчас по оценкам составляет 10⁷⁸. Перенос этой проблемы на более раннюю стадию эволюции, когда барионы и антибарионы рождались из кварков и антикварков, не решает вопроса из-за трудности проведения точных вычислений процессов рождения и аннигиляции тяжелых барионов.

К этим проблемам в конце семидесятых годов прибавились новые, возникшие при подобном анализе конкретного применения теории Великого объединения к проблеме эволюции Вселенной. Несмотря на то что теория Великого объединения до сих пор не может считаться окончательно завершенной, она уже позволяет проводить анализ процессов микромира и получать много результатов, подтверждаемых точными опытами. Вместе с тем именно теория эволюции Вселенной оказалась лабораторией, способной отвергать различные варианты Великого объединения и поддерживать другие, несмотря на то что основная область применения теории Великого объединения не космос, а микромир.

Еще одна трудность возникает при попытках связать между собой проблему горизонта с тем переломным моментом в развитии Вселенной, который происходил при температуре порядка 10²⁸ К и привел к разрушению симметрии Великого объединения.

Наша современная Вселенная, точнее, ее видимая часть, ограниченная горизонтом, имеет размеры 10²⁸ см.

Наблюдения показывают, что во всем этом огромном пространстве справедливы одни и те же физические законы. Самые удаленные однотипные объекты, доступные крупнейшим телескопам и радиотелескопам, не различаются между собой. Невозможно отказаться от мысли о том, что они прошли общий путь развития, начиная с самых ранних этапов эволюции Вселенной. Но такая общность возможна, только если вся Вселенная первоначально находилась внутри единой области, ограниченной горизонтом событий.

Первый отсчет времени, соответствующий нарушению суперобъединения, соответствует, как мы знаем, 10^-35 с после начала Большого взрыва. В этот момент горизонт событий ограничивал область размером около 10^{– 25} см, то есть в 10¹² раз меньшей диаметра атомного ядра.

В исходной Вселенной должно было быть много таких затравочных областей. Выше уже говорилось, что они не могут быть причинно связанными между собой и поэтому развивались совершенно независимо.

Во время первого переломного момента, завершающего существование Великого объединения, несвязанные области – домены – должны были оказаться разделенными между собой границами, на которых возникает большая избыточная плотность материи. Более того, во всех вариантах теории Великого объединения, как установили в 1974 году Хоофт и Поляков, во время этого перехода при температуре 10²⁸ К должно было рождаться большое количество магнитных монополей.

Расчеты показали: и стенки доменов, и монополи чрезвычайно устойчивы. Количество их, возникшее на рубеже распада Великого объединения, столь велико, что их совокупная масса значительно превосходит остальную массу Вселенной, – это должно было ускорить ее эволюцию. Ускорить настолько, что охлаждение реликтового излучения до 3 К должно было бы совершиться не за 10¹⁰ лет, а всего за 3 10⁴ лет после начала расширения. Все предсказания теории Большого взрыва, подтвержденные опытом, показывают, что возникновение жизни за такой промежуток времени невозможно. Против стандартного сценария эволюции Вселенной свидетельствует и то, что ни одна из многочисленных попыток обнаружить существование монополей, не привела к успеху.

Все эти трудности и еще несколько менее существенных явно указывают, что применение теории Великого объединения к уточнению теории Большого взрыва нуждается в тщательном анализе.

Первые попытки

Первую, четко направленную попытку преодоления трудностей стандартного сценария сделал в 1979 году молодой советский ученый А. А. Старобинский. Его целью было понять: как избежать заложенного в решении Фридмана сакраментального момента начального расширения Вселенной из нулевого объема? Он исходил из того, что структура пространства Вселенной, расширяющейся в соответствии с решением Фридмана, даже при очень большой плотности энергии вполне удовлетворяет уравнениям Эйнштейна.

Но для описания самого первого этапа расширения необходимо учесть некоторые простейшие квантовые поправки к этим уравнениям.

Ведь сам Эйнштейн считал, что ряд обстоятельств требует объединения теории относительности с квантовой теорией. Без этого невозможно, например, понять факт устойчивости атомов. Устойчивость атомов, их длительное существование, заставили Бора признать, что теория Максвелла теряет силу в атомных масштабах. Иначе электроны, входящие в атом, должны излучать электромагнитные волны и, теряя таким образом энергию, упасть на ядро атома. Эйнштейн указывал на то, что электроны, входящие в атом, в соответствии с теорией относительности должны излучать гравитационные волны. А это тоже связано с потерей энергии и гибелью атома. Но атомы не гибнут. Значит, какие-то квантовые запреты препятствуют электронам, находящимся в атомах, излучать гравитационные волны.

Создание квантовой теории гравитации оказалось чрезвычайно трудной задачей. Она не решена до сих пор. Однако первые приближения к ее решению уже реализованы.

Старобинский начал свою статью так: «В настоящее время теория квантовых эффектов в сильных гравитационных полях является уже достаточно развитой, чтобы можно было серьезно поставить вопрос о том, каково было состояние Вселенной до начала ее классического расширения по фридмановскому закону… иными словами – что было до «Большого взрыва»».

Здесь необходимо сделать пояснение: слова до Большого взрыва нужно понимать не буквально, не в смысле «до начала расширения». Старобинский хотел придвинуться к «началу» ближе того рубежа, на котором остановились его предшественники, создавшие стандартные сценарии Большого взрыва.

Вспомним, что непреодолимой и преградой их продвижению была именно необходимость учета квантовых поправок к теории Эйнштейна – Фридмана.

Новым в подходе Старобинскокого была и вторая цель. Он стремился выяснить: сохранились ли до наших дней следы процессов, протекавших на самых ранних этапах эволюции Вселенной? Он хотел получать из своей новой теории выводы, доступные проверке. Мы видели, что до его работы теория Большого взрыва привела лишь к двум результатам, пригодным для проверки: относительное содержание гелия и водорода, а та также температура реликтового излучения. Старобинский уже в 1976 году сделал первую попытку расширить сценарии Большого взрыва, продвинуться ближе к начальным кадрам, изображающим неведомые ранние этапы эволюции Вселенной. Но вычисленная им тогда величина (амплитуда оставшихся с того времени гравитационных в волн) была много ниже чувствительности аппаратуры, имевшейся у физиков.

Теперь Старобинский пошел другим путем. Он построил модель Вселенной, считая, что она вначале находилась в квантовом состоянии внутри очень малого объема. Столь малого, что его кривизна приближалась к планковскому масштабу, с которым мы познакомились выше. А затем начала расширяться. Учет квантовых поправок к теории гравитации Эйнштейна показал, ", что расширение Вселенной не сразу подчинилось классическому фридмановскому закону расширения.

До начала фридмановского расширения Вселенная расширялась ускоренно, так, как это вскоре после опубликования Общей теории относительности предположил В. де Ситтер.

Работы де Ситтера в течение долгого времени оставались вне основного русла развития науки, несмотря на то что они были высоко оценены Эйнштейном, который еще в 1918 году писал, что «мы обязаны (де Ситтеру. – Ц. Р.) глубокими исследованиями в области Общей теории относительности…».

Де Ситтер нашел ряд решений уравнений Общей теории относительности, отличных от первоначальных решений Эйнштейна и Фридмана. Вспомним, что первое из них описывало стационарную Вселенную, а второе – Вселенную, скорость расширения которой с самого начала уменьшается под влиянием гравитационных сил.

Одно из решений, полученных де Ситтером, описывало ускоренное расширение Вселенной. Ускорение быстро увеличивает скорость. Она должна достичь и даже превзойти скорость света, но это противоречит самой теории относительности… Де Ситтер пришел к этому странному решению формальным путем, не ставя вопрос о том, чем вызвано ускоренное расширение Вселенной, когда и почему ускорение прекратится (ведь ускорение должно рано или поздно прекратиться, чтобы скорость расширения не превзошла скорости света). Именно поэтому работа де Ситтера не была продолжена.

Учет квантовых эффектов привел к успеху теории Старобинского. Оказалось, что квантовые поправки непосредственно приводят к быстрому ускорению расширения Вселенной в начале ее эволюции. По мере уменьшения плотности материи и энергии вследствие расширения Вселенной величина квантовых поправок постепенно уменьшается, а вместе с ними постепенно исчезает причина, приводящая к возрастанию скорости расширения. Старобинский назвал стадию ускоренного расширения Вселенной де ситтеровской стадией.

Но, в отличие от первоначальной гипотезы де Ситтера, решение Старобинского показало, почему и как постепенное уменьшение плотности энергии в расширяющейся Вселенной приводит к переходу от де ситтеровской стадии к классической фридмановской стадии, при которой гравитационные силы постепенно уменьшают скорость расширения Вселенной, а квантовые поправки становятся исчезающе малыми.

Старобинский отмечает, что в шестидесятых и семидесятых годах уже были попытки возродить идеи де Ситтера. Однако они исходили из необоснованных предположений и не приводили к результатам, допускающим проверку опытом. Из теории Старобинского следует, что при переходе от ускоренного расширения к замедляющемуся происходит интенсивное рождение гравитонов. Они рождаются в таком количестве, что представляется вполне реальным обнаружение реликтовых гравитационных волн, родившихся много раньше, чем реликтовое электромагнитное излучение. Для этого, конечно, следует увеличить чувствительность детекторов гравитационных волн, применяемых сейчас и разработанных с целью обнаружения гравитационных волн, приходящих из космоса.

Очень важно, что Старобинский ориентировал физиков-экспериментаторов и астрофизиков на подготовку опыта, способного подтвердить или опровергнуть его теорию. Так возникла третья возможность экспериментальной проверки теории Большого взрыва, проверки того, какой была Вселенная во времена, когда ее возраст не достиг 10^-35 секунд.

Таким образом, Старобинский показал, что учет квантовых поправок действительно освобождает теорию от необоснованного представления о том, что эволюция Вселенной начинается из нулевого объема под действием неведомых науке сил, которые рождают ее в состоянии быстрого взрывоопасного расширения из нулевого объема. Теперь стало понятным, что Вселенная могла первоначально иметь конечный (не нулевой) объем. Она была выведена из него вследствие присущих материи квантовых свойств, порождавших, в условиях крайне высокой плотности, силы, вызывающие ускоренное расширение Вселенной.

Чем же подход Старобинского отличается от взгляда де Ситтера и от стандартного сценария эволюции Вселенной? Де Ситтер считал Вселенную изначально пустой. Стандартный сценарий исходит из раскаленной сверхплотной мешанины элементарных частиц.

Учет квантовых поправок к решению уравнений Эйнштейна показал, что Вселенная была первоначально заполнена поляризованным вакуумом. Это новый для нас тип вакуума. Его эффективное отрицательное давление вызывало ускоренное расширение Вселенной. В ходе этого расширения поляризованный вакуум распадался, порождая элементарные частицы, обладающие огромными энергиями. Плотность и температура элементарных частиц постепенно увеличивалась. По мере распада поляризованного вакуума его давление уменьшалось, поэтому постепенно прекращалось и увеличение скорости расширения Вселенной. К моменту, когда поляризованный вакуум полностью распался, эволюция Вселенной перешла к этапам, описываемым кадрами стандартного сценария: Вселенная, состоящая из раскаленной мешанины элементарных частиц, расширяется «по Фридману», причем скорость расширения медленно уменьшается под действием силы гравитации.

Исходный вариант модели Старобинского позволял устранить большинство из перечисленных выше трудностей стандартной модели. Однако некоторые из них оставались. Например, уравнения говорили, что вторичное разогревание исходной горячей Вселенной Фридмана превышало 10 К настолько, что при последующем охлаждении, когда разрушалось Великое объединение, должны были в больших количествах рождаться магнитные монополи. Однако это не соответствует действительности. Вычисления, проведенные в рамках этой модели, показали, что неоднородности плотности, возникающие при переходе от первого этапа быстрого расширения к горячей модели Фридмана, тоже получаются слишком большими.

Трудности, возникавшие в первом варианте модели Старобинского, устранены в ходе ее последующего уточнения. Это потребовало введения в уравнения дополнительного члена. Такого, что отношение кривизны пространства к исходной массе поля входит в него не в первой степени, а в квадрате. А это позволяет описать процесс первоначального быстрого расширения Вселенной и ее последующего разогрева так, что разогревание Вселенной к началу фридмановской стадии превосходит 10²⁷ К, то есть не достигает температуры, три которой рождаются магнитные монополи и стенки доменов. Это снимает главную из трудностей первого варианта модели Старобинского.

Заслугой Старобижского и достоинством его модели является и то, что впервые в описание эволюции Вселенной корректно введены квантовые свойства материи, а также гравитационные волны и их кванты-гравитоны, рождающиеся на ранних стадиях этой эволюции. Старобинский оценил, могут ли реликтовые гравитационные волны, оставшиеся от первых мгновений истории Вселенной, быть обнаружены в наши дни. Оценка оказалась не намного ниже современных экспериментальных возможностей. Это стимулирует ученых к совершенствованию приборов, при помощи которых они пытаются, пока безуспешно, обнаружить гравитационные волны, порождаемые двойными звездами, взрывами сверхновых и другими явлениями.

Модель Старобинского считается одним из перспективных вариантов теории ранних стадий эволюции Вселенной. Он сам и другие ученые продолжают изучать роль квантовых процессов в теории Большого взрыва. Возможно, окончательная теория возникнет как синтез модели Старобинского и модели раздувающейся Вселенной, к которой мы теперь переходим.

Впечатляющую попытку решить интересующую нас проблему сделал в 1980 году А. Г. Гус. Исходя из иных, чем Старобинский, соображений, он тоже пришел к выводу о том, что исходная стадия расширения происходила со скоростью, намного превосходящей ту, о которой говорили в 1978 году. И что особенно важно, на первом этапе расширения скорость не убывала, как в стандартной модели, а чрезвычайно быстро возрастала. Гус назвал эту часть процесса расширения Вселенной инфляционной фазой. В буквальном переводе с английского слово «инфляция» означает «раздувание». Однако у него есть и другой смысл – ускоряющееся обесценивание денег и ускоряющийся выпуск новых, которые немедленно начинают обесцениваться.

Теперь инфляционную фазу называют раздуванием, имея в виду аналогию с раздувающимся резиновым шариком и стремясь подчеркнуть отличие этой фазы от замедляющегося расширения Вселенной по фридмановскому закону.

Эта аналогия с шариком выступает особенно явственно при расчете кривизны Вселенной.

Все теории, включающие период такого ускоряющегося роста размеров Вселенной, обычно называют сценарием раздувающейся Вселенной. При этом имеют в виду, что эволюция Вселенной содержит стадию де ситтеровского расширения.

Существенно новым у Гуса, по сравнению с моделью Старобинского, которая тоже включает ускоряющийся рост первоначального размера Вселенной, было следующее: он предположил, что быстрое расширение Вселенной продолжалось и после того, как ее температура опустилась ниже критической температуры 10²⁹ К. Но, несмотря на это, изменение свойств Вселенной, связанное с разрушением Великого объединения, не началось.

Гус уподобил этот переход фазовым переходам, хорошо известным в физике.

Понижение температуры вещества ниже температуры фазового перехода наблюдается и в обычных условиях. Примером фразового перехода является переход воды в лед при температуре 0 °C. Температуру, при которой происходит превращение жидкой воды в твердый лед, называют температурой фазового перехода. Но воду можно охладить значительно ниже температуры замерзания, ниже температуры фазового перехода без того, чтобы она превратилась в лед. Если вода хорошо очищена от пылинок и пузырьков газа, а сосуд с охлаждаемой водой защищен от толчков и вибраций, то вода остается жидкой и при отрицательных температурах, вплоть до—20 °C. Если в этом переохлажденном состоянии в силу случайной причины (попадание пылинки, толчок) начинается кристаллизация, то она происходит очень быстро, причем высвобождается большое количество тепла. Это как раз то тепло, которое необходимо ввести в лед для его плавления, скрытое тепло плавления.

Следует обратить внимание на то, что лед, образующийся из воды, замерзающей при температуре – 20 °C, будет иметь температуру, превышающую – 20 °C, ибо выделяющаяся скрытая теплота нагреет образующийся лед. Для понимания преимуществ сценария раздувающейся Вселенной очень важно, что скрытая теплота, выделяющаяся при замерзании переохлажденной воды, не может нагреть образующийся лед до температуры фазового перехода (до 0 °C). При бурном течении фазового перехода вода быстро превратится в лед, но температура получившегося льда останется ниже 0 °C. Аналогичное переохлажденное состояние и фазовый переход при температуре меньшей, чем критическая, возникает в начале сценария раздувающейся Вселенной.

Теперь нам ясно, как сценарий раздувающейся Вселенной справляется с проблемой рождения монополей и стенок доменов и с проблемой кривизны пространства. Фазовый переход, следующий из теорий Великого объединения, происходит очень медленно по сравнению с ускоряющимся расширением Вселенной. Поэтому монополи, если они рождаются в условиях фазового перехода из переохлажденного состояния, окажутся вследствие расширения далеко за пределами той области раздувающегося пространства, которая породила нашу видимую Вселенную. При таком раздувании пространственная кривизна этой области пространства быстро уменьшается, как уменьшается кривизна поверхности раздуваемого резинового шарика. Уравнения, описывающие процесс раздувания, показывают, что, когда он закончится, геометрические свойства Вселенной с большой точностью удовлетворят геометрию Евклида. Это одно из важнейших предсказаний сценария, ибо оно допускает проверку опытом. К сожалению, выполнить такой опыт чрезвычайно сложно: задача сводится к значительному увеличению точности определения средней плотности массы во Вселенной. Сценарий предсказывает, что эта величина должна быть очень близка к критическому значению средней плотности, тому значению, при котором решение Фридмана оказывается лежащим на границе между неограниченным расширением и периодической сменой расширения и сжатия Вселенной.

Первоначальный сценарий Гуса содержит удивительный результат, относящийся к свойствам переохлажденного состояния Вселенной. Состояние, из которого началось ускоряющееся расширение Вселенной, никогда не наблюдалось, но свойства материи в этом состоянии однозначно предсказывает квантовая теория поля. Это состояние и называют ложным вакуумом. При переходе к этому состоянию температура, а значит, и тепловая составляющая плотности энергии, какой бы она ни была ранее, быстро убывает. А энергия в соответствии с законом сохранения энергии переходит в энергию ложного вакуума.