Инфляционная модель Вселенной представляет собой космологическую теорию, в которой даётся обоснование расширения Вселенной на раннем этапе Большого взрыва. В отличие от стандартной теории Большого взрыва, данная теория содержит в себе предположение об ускоренном периоде развития Вселенной на раннем этапе при температуре выше 1028 К.
Разработана данная космологическая модель относительно недавно. Ещё в первой половине двадцатого века исследователи предполагали, что Вселенная постоянно расширяется. При этом важное значение имело открытие законов Хаббла. Учёные понимали, что расширению Вселенной должно предшествовать её начало. В связи с этим исследователи решили, используя законы физики и математики, теоретически найти объяснение возникновению Вселенной и выяснить, что явилось причиной её расширения.
Создавая теорию возникновения Вселенной, учёные столкнулись со множеством вопросов, например:
Отвечая на данные вопросы, исследователи разработали стандартную модель горячей Вселенной. Согласно данной теории, в самом начале своего существования Вселенная была очень горячей и плотной и содержала в себе единое поле взаимодействия между всеми частицами. Впоследствии произошло охлаждение и расширении Вселенной, и данное поле распалось на гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия, которые позволили существующим частицам объединиться в атомы, а затем и в более сложные структуры.
В 1981 г Алан Гут, исследователь технологического института Массачусетса, выявил, что фазовый переход из одного состояния в другое первоначального вещества Вселенной случился через 10–35 с момента зарождения Вселенной. Это короткое время получило название «экстренным расширением Вселенной», или «первоначальной кристаллизацией Вселенной».
В некотором роде указанное явление аналогично процессу замерзания воды и превращения её в лёд (как известно, вода расширяется при замерзании). Алан Гут отмечал, что на первом этапе становления нашей Вселенной возникло её скачкообразное расширение по причине охлаждения определённого участка. Это позволило Вселенной расшириться примерно в 50 раз за доли секунды. Разработанная А. Гутом теория получила название «Инфляционной теории Вселенной» (от англ «inflatе» - «накачивать, расширять»). Теория инфляции объясняла, почему Вселенная имеет энергию и массу, способную замедлить хаббловское расширение, а также то, что во всех места Вселенной температура почти одинакова.
Благодаря разработке теории инфляции, стало возможным объяснение некоторых противоречий, возникающих при анализе стандартной теории Большого взрыва. Так, Хаббловское расстояние соответствует размерам Вселенной, наблюдаемой нами. Это свидетельствует о том, что из-за ограниченности возраста Вселенной и скорости света мы имеем возможность наблюдать только те области Вселенной, которые находятся в границе досягаемости.
В планковскую эпоху Большого взрыва (т. е. наиболее раннюю стадию формирования Вселенной) в наблюдаемой Вселенной состояло около 1090 областей, взаимодействие и причинная связь между которыми отсутствовала. При этом однородность условий в таком огромном количестве участков представлялась маловероятной.
Помимо этого, нашлись ответы на вопросы относительно плоскости Вселенной. Согласно современным исследованиям, плоскость Вселенной близка к критической плоскости, когда величина кривизны пространства нулевая. Отклонение плоскости Вселенной от критической плоскости с течением времени должно возрастать. Стандартная модель Большого взрыва не позволяет объяснять проблему плоской Вселенной, в то время как Инфляционная модель способна дать это объяснение. Согласно данной модели, не является существенным то, насколько Вселенная была искривлена в момент её инфляционного расширения: по окончании данного процесса вся поверхность её оказалась почти прямой. Согласно общей теории относительности, кривизна пространства зависит от количества вещества и материи, которые находятся в нём. Поэтому во Вселенной достаточно материи, чтобы уравновесить расширение Хаббла.
Некоторые учёные подвергли критике Инфляционную модель Вселенной. Одним из основных критиков явился английский астрофизик, сэр Роджер Пенроуз. Он обнаружил существенные недостатки в Инфляционной модели. Например, данная теория не даёт никаких фундаментальных обоснований того, что на доинфляционной стадии возмущения плотности должны быть настолько малыми, чтобы после инфляции возникла наблюдаемая степень однородности Вселенной. Также объяснение пространственной кривизны вызывает сомнения.
В 2014 году был осуществлён эксперимент, в результате которого были получены косвенные подтверждения достоверности инфляционной модели Вселенной. Данным подтверждением стала поляризация реликтового излучения. Учёные сочли, что она могла быть вызвана первичными гравитационными колебаниями.
Однако в более позднем результате схожего эксперимента от 19 сентября 2014 года, который был проведён с помощью космической обсерватории-спутника «Планк», было показано, что реликтовые излучения могли быть вызваны не гравитационными колебаниями, а воздействием межгалактической пыли. Таким образом, инфляционная модель Вселенной нуждается в дальнейших исследованиях.