В квантовой космологии рождение инфляционной вселенной могут опосредовать евклидовы кротовые норы, напоминающие бокал. Их ключевая черта — локальный максимум масштабного фактора, после чего вселенная начинает расширяться в реальном времени. Численно получены решения с аксионным либо магнитным полем и самодействующим скалярным полем. Удивительный результат: при малом заряде «бокал» распадается на фоновое пространство и отделённый инстантон без границ (как в модели Хартла–Хокинга), что маркирует топологический переход и связывает два механизма рождения миров.
Космология давно ищет лазейку за Большой взрыв. Инфляция, предложенная Аланом Гутом, растягивает и сглаживает первичные неоднородности, но что зажгло сам фитиль? До недавнего времени физики метались между двумя крайностями: либо новорождённая вселенная выныривает из бурлящей пены предвечного космоса через кротовую нору, либо возникает из чистого «ничего» — безграничным инстантоном, как учили Стивен Хокинг и Джеймс Хартл. Первая картина — туннелирование между пространствами, вторая — сотворение без внешней сцены. Новый класс решений показывает: это не выбор, а два полюса единого спектра.
Центральный образ — винный бокал. Математически это профиль масштабного фактора a(τ), зависящего от евклидова времени τ. Широкая чаша отвечает деситтеровскому раздуванию — будущей инфляционной вселенной. Тонкая ножка — горловина кротовины, где кривизна пространства-времени взлетает до экстремальных значений. Плоское основание символизирует далёкую асимптотику, откуда (или куда?) уходит туннелирующая геометрия. Чтобы выточить такой бокал из уравнений Эйнштейна, авторы добавили материю: самодействующее скалярное поле с потенциалом, имеющим плато и минимум, и заряд — аксионный или магнитный. Именно заряд стабилизирует ножку, не давая горловине схлопнуться раньше времени. Без него бокал бы рухнул, не успев дать начало вселенной.
Этот изящный переход стирает искусственную грань между туннелированием и безграничным состоянием. С точки зрения квантовых полей и топологических флуктуаций, множество историй вносят вклад в волновую функцию Вселенной, и винные кротовины — осязаемая реализация этой идеи. Следующий шаг — вычислить спектр первичных возмущений, оставленный такими сценариями в реликтовом излучении, и сверить его с данными спутников WMAP и Planck. Если сигнатура проявится в тонких статистических аномалиях, мы получим прямое окно к самому началу расширения — к моменту, когда бокал только начал наполняться реальностью.
Перспектива завораживает. Если винные кротовины реалистичны, они естественно решают проблему начальных условий для инфляции и вписывают вечную инфляцию в рамки непротиворечивой квантовой космологии. Более того, они заставляют переосмыслить парадокс факторизации в AdS/CFT и, возможно, дадут ключ к проблеме меры — почему среди бесчисленных вариантов мультивселенной реализуется тот, что мы видим. От винного бокала до судеб мироздания — один глоток математики. И в этом глотке — привкус того, что наша вселенная, возможно, лишь одна из бесчисленных искр, вылетающих из горлышка квантовой кротовины.
🎯 Масштабный фактор этих кротовин вычерчивает профиль винного бокала: широкая чаша — будущая вселенная, тонкая ножка — горловина, основание — далёкая асимптотика. Отсюда и поэтичное название, которое физики дали своему решению.
🎬 Если в «Интерстеллар» кротовая нора — портал в другую галактику, то здесь она — квантовая колыбель вселенных, застывшая в евклидовом времени.