Физики должны признать: не на все вопросы в этой вселенной мы найдем ответ.

Один из самых главных вопросов о нашей вселенной - это вопрос о том, откуда все пошло. Когда мы обнаружили, что гигантские спирали в небесах - это галактики, не особо отличающиеся от нашего млечного пути, мы впервые начали понимать масштабы воспринимаемого. Эти далекие "Островки Вселенной" находятся не в млечном пути: это собрания миллиардов или триллионов звезд, разделенных миллионами или миллиардами световых лет в космосе.

Когда мы обнаружили, что чем дальше от нас галактика, тем быстрее она покидает нашу перспективу, перед нами открылась любопытная вещь, которая согласуется с общей теорией относительности: возможно, это не галактики удаляются от нашего местоположения, а сама ткань пространства расширяется. Таким образом, если так, то вселенная должна не только расширяться, но и остывать, а длина волны света должна растягиваться до все более низких и низких энергий с течением времени. Кроме того, мы можем экстраполировать это не только вперед, но и назад: во времена, когда вселенная была меньше.

Таким образом, если взглянуть в этом направлении, мы увидим, что вселенная была плотнее, горячее, расширялась быстрее и была более компактной. В самой ранней юности вселенная была настолько энергичной, что нейтральные атомы разрывались на части, а еще до того не могли сформировать даже отдельные атомные ядра.

Такая картинка - большой взрыв - была подтверждена обнаружением реликтового излучения, космического микроволнового фона, измерениями его спектра и флуктуаций, а также открытием первичных элементов, оставшихся с тех пор. Но как бы заманчиво ни было пройти весь путь назад к чрезвычайно горячему и плотному состоянию, к сингулярности, это просто невозможно в нашей вселенной.

Видите ли, есть несколько серьезных проблем, которые возникают, если вы попытаетесь пройти весь путь обратно так далеко:

Вселенная не расширялась бы бесконечно, не коллапсировала бы тут же, не позволила сформироваться звездам или галактикам, если бы изначальная скорость расширения и плотность энергии не были идеально сбалансированы.
Во вселенной были бы разные температуры в разных направлениях - чего мы не наблюдаем - если бы что-то не привело к равномерному распределению температуры.
Вселенная была бы наполнена высокоэнергетическими реликтами, которых никогда не находили, как следствие произвольной экстраполяции обратно в прошлое.
И опять же, когда мы наблюдаем вселенную, мы видим звезды и галактики; у нее одна температура во всех направлениях; не видно никаких высокоэнергетических реликтов.

Решением этих проблем стала теория космической инфляции, которая заменила идею сингулярности периодом экспоненциального расширения пространства и которая предписала такие изначальные условия, что и большого взрыва быть не могло. Кроме того, инфляция сделала шесть прогнозов того, что мы должны наблюдать в нашей вселенной:

Идеально плоскую вселенную.
Вселенную с флуктуациями в масштабах больших, чем мог бы преодолеть свет.
Вселенную с максимальной температурой, которая не будет произвольно высокой.
Вселенную, флуктуации которой были адиабатическими, или равную энтропию везде.
Вселенную, спектр флуктуаций которой имел чуть меньше, чем масштабно инвариантную природу (n_s.