В этой книге мы рассказали об основах космологии. Мы объяснили основные факты, теории и проблемы, их историческое развитие и использовали некоторые не очень сложные вычисления, чтобы их описать. Давайте подведем наиболее важные итоги того, о чем здесь написано.
Сейчас мы верим, что эволюция Вселенной описывается ΛCDM-моделью с дополнительной инфляционной стадией. Перечислим основные моменты:
• Вселенная имеет конечный возраст 13,8 млрд лет;
• она родилась при Большом взрыве, точная природа которого неизвестна;
• через мельчайшую долю секунды после Большого взрыва Вселенная вступила в стадию инфляционного раздувания, которая также продолжалась малую долю секунды;
• точная природа инфляции неизвестна;
• инфляция сделала Вселенную очень однородной и пространственно плоской, а также удалила любые экзотические объекты из наблюдаемой части Вселенной;
• наблюдаемая часть Вселенной ограничена космологическим горизонтом, размеры которого равны расстоянию, на которое смог распространиться свет после Большого взрыва (около 40 млрд св. лет);
• самое дальнее из того, что мы можем увидеть, – это реликтовое или космическое микроволновое фоновое излучение, представляющее собой тепловое излучение, испущенное через 380 000 лет после Большого взрыва, которое за прошедшее с тех пор время остыло до температуры примерно 2,7 К;
• это подтверждает, что ранняя Вселенная была очень горячей;
• крошечные флуктуации, существовавшие тогда, выросли и образовали известные нам крупномасштабные структуры от звездных систем до сверхскоплений галактик;
• из того, как формировались эти структуры и как они ведут себя, мы знаем, что есть нечто, называемое темной материей, что взаимодействует с обычной материей гравитационно, но не участвует в сильных и электромагнитных взаимодействиях;
• мы не знаем, из чего состоит эта темная материя, но почти уверены, что это какие-то массивные частицы, движущиеся значительно медленнее скорости света;
• все попытки обнаружения частиц темной материи (в надежде, что они участвуют также в слабых взаимодействиях) пока не увенчались успехом[96];
• в результате исследования формирования структур, весьма отдаленных вспышек сверхновых типа Ia и спектра флуктуаций реликтового излучения мы знаем, что в какой-то момент расширение Вселенной начало ускоряться;
• мы считаем, что причиной этого является нечто, называемое темной энергией, действующее подобно космологической постоянной или довольно близко к ней, т. е. гравитационно отталкивающее другую материю;
• у нас нет ни малейшего представления о природе темной энергии;
• темная материя и темная энергия в сумме составляют 95 % массы/энергии во Вселенной;
• доля темной энергии постоянно растет;
• Вселенная будет либо вечно продолжать ускоренно расширяться, либо будет разорвана темной энергией через конечное время в очень далеком будущем;
• нет никаких шансов, что Вселенная начнет сжиматься.
Эта теория согласуется со всеми известными наблюдениями и экспериментами, и нет никаких очевидных данных, которые могут ее опровергнуть. Тем не менее есть группы людей, выступающих против по меньшей мере одного из пунктов в этом списке; многие из них – профессиональные космологи.
ΛCDM-модель основана на ОТО, хотя мы показали, что большинство результатов могут быть получены из ньютоновской физики с небольшой модификацией закона всемирного тяготения, заимствованной из ОТО. Она также тесно связана с общепринятой стандартной моделью в физике элементарных частиц.
Если вы получили удовольствие, читая эту книгу, и хотели бы узнать больше о космологии, мы подготовили для вас список литературы в разделе «Для дальнейшего чтения». Приведем краткое описание этих книг. Некоторые из них написаны на английском языке.
