Научные идеи А.Д. Сахарова сегодня

Теория гравитационной неустойчивости показывает, как возрастают начальные малые неоднородности плотности. Однако, для того, чтобы найти эти неоднородности, нужны дополнительные физические соображения или гипотезы. Это одна из главных проблем большой космологии. В своей работе, опубликованной в 1965 году, я как раз пытался исследовать этот вопрос.

Процитирую комментарии к этой работе в Собрании научных трудов Сахарова:[43]

"Данная работа весьма характерна для научного стиля А.Д. Сахарова. Как и последующие его работы, она значительно (по времени) опередила развитие науки в данной области. Фактически в ней были заложены основы нового направления в космологии — теории происхождения начального спектра возмущений для образования галактик и их скоплений" (В.Ф. Муханов).

"Эта работа А.Д. Сахарова замечательна тем, что в ней впервые высказано предположение о происхождении доголактических неоднородностей из квантовых флуктуаций… В настоящее время большинство космологов убеждено в том, что догалактические неоднородности произошли именно из квантовых нулевых колебаний, но не холодного барионного вещества а, например, скалярных полей, являющихся существенным компонентом современных моделей Теории великого объединения… Эти поля обусловливают стадию раздувания (инфляции)" (Г.В. Чибисов).

Данная работа была выполнена до открытия в 1965 году реликтового излучения, однозначно доказавшего, что Вселенная в начальный момент была очень горячей. Много позже, находясь в ссылке, Сахаров пишет об этой своей статье:

"Я исходил тогда, вслед за Зельдовичем и многими другими авторами того времени, из так называемой "Холодной модели Вселенной", согласно которой начальная температура сверхплотного вещества предполагалась равной нулю… Использование "Холодной" модели в значительной мере обесценило мою первую космологическую работу".[44]

Однако ситуация изменилась кардинально с открытием в 1992 году с помощью спутниковых радиотелескопов анизотропии реликтового излучения (анизотропия — это разница температуры реликтового излучения, измеряемой в различных направлениях на небе). Разница "реликтовых температур" различных точек небосвода ничтожно мала — в пределах 0,01% от средней температуры реликтового излучения 2,725 K. Но это была революция, поскольку флуктуации реликтового излучения стали мощным инструментом изучения начальных этапов эволюции Вселенной. Дело в том, что ничтожные в наше время вариации температуры реликтового излучения являются "отпечатками" первичных флуктуаций плотности вещества и космологических гравитационных волн.

А чудо состоит в том, что обнаруженные астрофизиками в 2001 году т.н. "барионные акустические осцилляции" реликтового излучения сходны с теми колебаниями вещества, которые теоретически описал Сахаров в своей работе 1965 года (см., напр., раздел 7.1.2 в книге: В.А. Рубаков, Д.С. Горбунов "Введение в теорию ранней Вселенной. Космологические возмущения. Инфляционная теория", 2010). Эти неоднородности реликтового фона справедливо были названы "сахаровские осцилляции". Достаточно набрать в поисковой системе это словосочетание (или по-английски "Sakharov oscillations"), чтобы убедиться как активно использует идеи Андрея Дмитриевича Сахарова современная наука.

Теория индуцированной гравитации и идея нулевого Лагранжиана