В 1970-х годах советский и российский физик внес значительный вклад, продемонстрировав Стивену Хокингу, что черные дыры способны к излучению. Позднее он получил широкую известность благодаря разработке гипотезы инфляции, которая в настоящее время вызывает оживлённые дискуссии. Именно эта гипотеза на протяжении последних десятилетий определяла развитие теоретической космологии.
Алексей Старобинский родился в Москве в 1948 году в семье, где работали радиофизики. В 1966 году он поступил в Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, где стал учеником академика Якова Зельдовича. В 1973 году, всего через год после окончания университета, Старобинский доказал (ранее Зельдович выдвинул соответствующую гипотезу, но не смог ее подтвердить), что вращающиеся черные дыры порождают пары частиц и античастиц. При этом энергия для их создания извлекается из уменьшения энергии вращения черной дыры. В то же время он дважды встречался со Стивеном Хокингом на международных конференциях, первая из которых состоялась в Польше в 1973 году (о второй такой встрече Хокинг рассказывает в своей книге «Краткая история времени»).
Именно это позволило ему впервые доказать существование явления, впоследствии получившего название «излучение Хокинга». В 1974 году британский ученый представил результаты своей работы. При этом Хокинг исследовал более широкий случай, охватывающий невращающиеся черные дыры, впервые продемонстрировав, что и они способны к излучению (согласно современным представлениям, невращающиеся черные дыры могут составлять большую часть всех черных дыр).
К 1979 году Старобинский предложил теорию инфляции, согласно которой, сразу после Большого взрыва, расширение Вселенной происходило значительно быстрее скорости света (что не противоречит ограничению скорости света, так как расширялось само пространство-время). Согласно этой теории, период быстрого раздувания пространства-времени (Вселенной) составлял около 10 25 раз. Чуть позже, с 1980 года, аналогичные гипотезы формулируют в американской научной литературе.
В отличие от других сторонников теории инфляции, Старобинский предсказал конкретные характеристики гравитационных волн, которые возникли бы, если инфляция действительно имела место в истории Вселенной. Современные земные приборы пока не способны уловить эти волны, однако в будущем, вероятно, будет достигнута необходимая чувствительность, что позволит подтвердить или опровергнуть гипотезу Старобинского. Это существенное преимущество по сравнению с некоторыми другими физическими теориями (например, теорией струн), которые, как правило, принципиально не поддаются проверке, что снижает их научную значимость.
В последние годы гипотеза инфляции сталкивается с интенсивной и зачастую весьма обоснованной критикой. Некоторые ученые утверждают, что инфляции никогда не существовало. Окончательный ответ на этот вопрос станет известен в ближайшее время. Тем не менее, стоит отметить, что в период с 1980-х до первой половины 2020-х годов гипотеза инфляции являлась главным объяснением особенностей эволюции ранней Вселенной. Таким образом, Алексей Старобинский находился в центре важнейшей космологической дискуссии своего времени.
После окончания университета он на протяжении многих лет работал в Институте теоретической физики имени Ландау Российской академии наук, а с 2017 года занимал должность профессора Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ). Ученый ушел из жизни 21 декабря, ему было 76 лет.
Старобинский был удостоен множества научных наград и премий на протяжении своей карьеры. Среди них особое место занимает премия Кавли Норвежской академии естественных и гуманитарных наук, которая считается высшей наградой в мировой астрофизике и была присуждена ему в 2014 году за гипотезу инфляции. Также в 2019 году Старобинский получил премию Дирака, а в 2013 году — международную премию фонда Грубера, являющуюся высшей наградой в области космологии.