33 мировых космолога вступили в жесткую полемику с учеными, поставившими под сомнение инфляционную модель Вселенной — популярную сегодня теорию, описывающую физическое состояние и расширение Вселенной на ранней стадии Большого взрыва.
Эта модель предполагает возникновение первичных флуктуаций плотности, из которых позднее сформировалась наблюдаемая сегодня структура Вселенной.
Первый вариант этой теории предложил в 1981 году астрофизик Алан Гут, однако развили ее советские астрофизики, в числе которых Алексей Старобинский, Андрей Линде, Вячеслав Муханов.
Спор начался со статьи, опубликованной в феврале этого года в американском научно-популярном журнале Scientific American. В ней трое ученых — Пол Стейнхардт, Абрахам Леб и Анна Ийас — раскритиковали популярную теорию. Они сделали ряд острых заявлений — например, о том, что теория инфляции «не может быть оценена путем научного метода», по сути, это значит, что «она не научна».
В своих рассуждениях авторы ссылаются на карту температур реликтового излучения Вселенной, которая была получена спутником Planck.
«Для инфляции характерна другая картина температурных вариаций реликтового излучения. Она также должна генерировать первичные гравитационные волны, которые не обнаружены», — полагают ученые. Эти первичные волны действительно не были до сих пор зафиксированы, хотя в 2014 году научный мир бурно обсуждал ложную их фиксацию коллаборацией BICEP.
Исходя из этих соображений, считают ученые, предположение об отсутствии инфляции «заслуживает рассмотрения». Вместо нее авторы предлагают другой сценарий:
наблюдаемая сейчас Вселенная началась не с Большого взрыва, а с «отскока» во время предыдущей фазы, в ходе которой она сжималась.
«Есть два логических варианта. Или Вселенная имела начало, которое принято называть Большим взрывом, или начала не было, а то, что называют Большим взрывом, на самом деле было Большим отскоком — переходом между предыдущей космологической фазой и нынешней фазой расширения», — считают авторы статьи.
Ответ знатоков
В ответ на эту публикацию в защиту теории инфляции встали сразу 33 ученых с мировым именем, причем в качестве площадки они выбрали все тот же журнал.
Среди авторов гневной отповеди — Алан Гут, основоположник инфляционной модели, астрофизик Стивен Хокинг и немало других корифеев современной космологии.
«Они сделали экстраординарное заявление — что инфляционную космологию нельзя оценить при помощи научного метода и что некоторые ученые, принимающие инфляцию, предлагают отказаться от такой определяющей черты науки, как эмпирическая проверяемость, продвигая идею некой неэмпирической науки, — говорится в статье известных космологов. — Мы не знаем, что они имеют в виду. В нашем письме выражаем категорическое несогласие с этими утверждениями касательно проверяемости инфляции».
Один из аргументов защитников инфляции заключается в том, что эта теория основана на многих моделях и за прошедшие 37 лет предсказания некоторых этих моделей были подтверждены экспериментально.
Это касается, например, предсказаний средней плотности Вселенной и ее плоской формы.
«Поразительным фактом является то, что после запуска спутника COBE в 1992 году множество экспериментов подтвердили, что эти предсказания точно описывают нашу Вселенную. Средняя плотность массы Вселенной сегодня измерена с точностью в полпроцента, и она прекрасно совпадает с предсказаниями теории инфляции», — напомнили ученые.
По их мнению, все эти модели могут быть экспериментально проверены или опровергнуты в ходе будущих экспериментов. Примечательно, что один из трех их оппонентов, Пол Стейнхардт, в 2002 году вместе с Гутом и Линде получил престижную медаль Дирака за «развитие концепции инфляции в космологии». Позднее он в своих взглядах ушел в другую сторону и стал противником теории инфляции.
Подписали письмо и основоположники теории инфляции — российский академик Алексей Старобинский и Андрей Линде, советский астрофизик, сейчас работающий в Стэнфорде.
«Мне кажется неправильным, когда, по сути, ученые начинают апеллировать к широкой публике, т.е. к людям, не являющимся экспертами в определенной сложной теме, по сугубо академическим вопросам. Причем речь не идет просто о рассказе об интересной и сложной проблеме, к решению которой есть разные подходы. Напротив, начинается перепалка. В этом смысле исходная статья Ийас, Стейнхардта и Лёба задает неверный тон, использует неверный подход», — считает ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ Сергей Попов.
«В результате вся дискуссия начинает двигаться в неверном направлении. Собственно, содержательная дискуссия на популярном языке тут вряд ли возможна. Поэтому публичный обмен письмами будет в первую очередь основываться на эмоциональных аргументах. Напоминает споры Шелдона и Лесли в «Теории Большого взрыва». Конечно, журнал так поднимет посещаемость сайта. Но пойдет ли это на пользу науке и ее популяризации? Не уверен», — сказал ученый.
«Сам Стейнхардт ничего сравнимого с теорией инфляции по уровню предсказаний не предложил. Он выдает сильные места теории инфляции (вечная инфляция, мультиверс, решение проблемы антропного принципа) за слабые. Ответ 33 физиков правилен, но можно было ответить проще и четче, и не надо было собирать такую «кодлу» — позиция Стейнхардта достаточно слаба, а это (ответ космологов) как бы признание», — прокомментировал ситуацию астрофизик Борис Штерн.