Люди мира. Русское научное зарубежье - [123]

Этот результат был представлен в препринте ФИАН имени П. Н. Лебедева на английском языке в 1980 году. Подходящая модель, где можно было применить эту теорию, уже существовала: в 1979 году Алексей Старобинский, который пытался решить проблему сингулярности (когда все физические величины стали немыслимыми и выходили из-под контроля), нашел модель, в которой поляризованный физический вакуум имитировал требуемое состояние антигравитации. В середине 1980 года Чибисов и Муханов выполнили расчеты в этой модели. А в конце 1980 года смогли получить конечный результат:

Лешина модель оказалась именно той моделью, которая была нам нужна, и позволяла посчитать детальную картину неоднородностей (флуктуаций), без которых сегодняшнего мира не было бы. Идея состояла в том, что первоначальные неоднородности, какими бы они ни были, на этой стадии полностью сглаживались. Чего эта стадия не могла устранить, так это квантовых флуктуаций, существование которых неизбежно благодаря самому фундаментальному принципу квантовой физики — принципу неопределенности Гейзенберга. Мы показали, что на стадии ускоренного расширения Вселенной фундаментальные неизбежные квантовые неоднородности усиливаются ровно настолько, насколько это нужно для того, чтобы впоследствии из них получились галактики и другие структуры во Вселенной. Без них наша Вселенная напоминала бы пустыню.

О том же Муханов вспоминал, беседуя с Борисом Штерном:

В декабре 1980 года я решил посмотреть, что происходит с квантовыми флуктуациями в модели, которую предложил Старобинский, с тем, чтобы решить проблему начальной сингулярности. В этой модели предполагалось, что вселенная бесконечно долго находилась в деситтеровском состоянии, а уже потом образовалась наша Вселенная. В результате наших расчетов оказалось, что квантовые флуктуации разрушают деситтеровскую вселенную за довольно короткое время, и таким образом проблему сингулярности оказалось решить нельзя. Так что если иметь в виду первоначальную цель этой модели, то мы ее закрыли. С другой стороны, мы нашли, что если предположить, что по каким-либо причинам Вселенная все же прошла в течение короткого времени через такую стадию, то проблема образования галактик решена. Квантовые флуктуации действительно усиливаются и ведут в дальнейшем к галактикам и в конечном итоге к жизни. На этот раз я не рискнул послать статью за границу, и она была опубликована в «Письмах в ЖЭТФ» в мае 1981 года. В этой статье нам удалось полностью предсказать спектр возмущений, который удалось померить только спустя 30 лет в экспериментах WMAP и Planck. Наблюдения блестяще подтвердили наши с Чибисовым предсказания 30-летней давности.

Тот памятный 1981 год аспирант второго года Муханов уехал встречать к родителям в Канаш и, отказавшись от встречи с друзьями детства, всю новогоднюю ночь посвятил вычислениям. В Москву он вернулся с основой для гипотезы возникновения крупномасштабной структуры Вселенной (галактик) из квантовых флуктуаций. Теперь публикации Муханова и Чибисова тех лет стали классикой современной космологии.

С 1982 по 1991 год Муханов работал в Институте ядерных исследований РАН под руководством Моисея Маркова и занимался интерпретацией квантовой механики, а также разработкой квантовой теории космологических возмущений, применимой для вычисления неоднородностей в различных инфляционных моделях Вселенной.

Что касается инфляции и квантового происхождения галактик, то это в высшей степени удивительно, что единственное предположение о том, что наша Вселенная прошла в прошлом через стадию темной энергии, которая усилила квантовые возмущения, привело к пяти четким предсказаниям:

1. Вселенная с высокой точностью «плоская».

2. Возмущения плотности — чисто адиабатические.

3. Они же — гауссовы.

4. Начальный спектр возмущений слегка (логарифмически) растет с масштабом.

5. Существуют первичные гравитационные волны.

Тогда еще никто не знал, что уже через несколько лет в космологии начнется новая эра — эра экспериментального подтверждения квантового происхождения структуры Вселенной.

В 1988 году благодаря протекции Маркова Муханов первый раз выехал за границу в Международный центр теоретической физики в Триесте, которым руководил нобелевский лауреат Абдус Салам. И вопреки своим ожидания был не особо впечатлен научной атмосферой.

Большая теоретическая физика в Советском Союзе, — вспоминает Муханов, — в наши дни была сосредоточена главным образом вокруг нескольких ключевых академиков, таких как Гинзбург, Зельдович, Марков, Сахаров, Халатников, Мигдал и другие. Все они считались равными среди равных без доминирующего человека и имели довольно дружеские отношения. Поэтому научная атмосфера была гораздо более демократичной и здоровой по сравнению с той, которую я нашел после отъезда из Советского Союза. Должен сказать, что после переезда на Запад я не нашел ни одного места на земном шаре, которое могло бы конкурировать с Москвой 80-х годов относительно концентрации интеллекта и научной атмосферы.

Первая поездка в Америку состоялась тоже в 1988 году, уже благодаря содействию Андрея Линде, который на Фридмановской конференции попросил Майка Тернера, знаменитого чикагского космолога, автора термина «темная материя», пригласить Муханова на семинар по космологии.