Ученые на примере пирога с изюмом объяснили, что было до Большого взрыва

Большой взрыв, планеты, галактики, космос
Фото: NBS News

Вселенная не существовала всегда. В свое время она так же зародилась, как и все космические объекты.

Около 13,82 миллиарда лет назад пространство-время, материя и энергия превратились в огненный шар, названный Большим взрывом, пишет Science Focus

Он расширился, а из его остывающих обломков образовались галактики — островки звезд, среди которых находится и наш Млечный Путь — один из примерно двух триллионов. Это и есть теория Большого взрыва.

Идея о том, что Вселенная возникла из ничего, настолько безумна, что ученые долгое время относились к ней с большим скепсисом. Однако существующие доказательства достаточно убедительны. 

Галактики разлетаются на части подобно космическим осколкам, а тепло Большого взрыва все еще находится вокруг нас. Это "послесвечение", сильно охлаждаемое космическим расширением, проявляется не как видимый свет, а в основном как микроволновое излучение — космическое фоновое излучение, которое было обнаружено радиоастрономами в 1965 году.

космос, планеты, галактики
Фото: BioLogos

Где произошел Большой взрыв?

В Большом взрыве не было ни центра, ни существовавшей ранее пустоты, поэтому он не произошел ни в каком месте. Само пространство возникло и начало расширяться одновременно повсюду.

Вселенную можно сравнить с поднимающимся пирогом с изюмом. По мере того, как пирог растет, изюм удаляется друг от друга, не имея центра расширения. Принцип действия Большого взрыва такой же. Отличие только в том, что у пирога есть край, а вот Вселенная может растягиваться до бесконечности. 

Был ли Большой взрыв единичным?

В начале Большого взрыва существовал инфляционный вакуум. Скорость его расширения увеличивалась все быстрее и быстрее, а, удваивая свой объем, он удваивал энергию. 

Повсюду в инфляционном вакууме в произвольном порядке его части "распадались" до обычного, повседневного вакуума. Для сравнения можно взять пузырьки, образующиеся в огромном океане. Инфляционный вакуум исчезал в каждом пузыре, но его огромная энергия должна была куда-то уходить, а именно на создание материи и ее нагревании. Это и привело к созданию Большого взрыва. 

космос, океан, пузырь, вакуум
Фото: Sam Kaplan

Наша Вселенная Большого взрыва — всего лишь один такой пузырь среди возможного бесконечного множества других в постоянно расширяющемся инфляционном вакууме.

В чем же проблема теории Большого взрыва?

Основная идея о том, что Вселенная изначально была горячей и плотной и с тех пор расширялась и охлаждалась — неопровержима. Чтобы объяснить несколько своих наблюдений, космологам пришлось внести в теорию некоторые коррективы. 

Во-первых, в стандартной модели Большого взрыва галактики растут за счет гравитационного притяжения материи. Но если бы это было единственное, что происходило, для их образования потребовалось бы гораздо больше, чем 13,82 миллиарда лет. 

Тем не менее по словам астрономов, видимые звезды и галактики перевешиваются в шесть раз невидимой "темной материей", дополнительная гравитация которой ускоряет образование галактик. 

космос, паутина, вселенная
Фото: Volker Springel

Во-вторых, основной принцип Большого взрыва определяет, что гравитационное притяжение между галактиками действует как упругая паутина, замедляющая космическое расширение. 

Однако в 1998 году астрономы обнаружили, что расширение Вселенной ускоряется. Они зафиксировали это, обусловливая существование "темной энергии", которая сама по себе невидима, заполняет пространство и имеет отталкивающую гравитацию. 

Последняя поправка к основной теории необходима, чтобы объяснить, почему во Вселенной везде одинаковая температура. Астрономы считают, что вначале Вселенная была меньше, чем ожидалось, а затем подверглась сверхбыстрому расширению - "инфляции". 

Это было вызвано "инфляционным вакуумом", высокоэнергетической версией вакуума, который существует в космосе сегодня. 

Что произошло до Большого взрыва?

Большой взрыв, Вселенная, созвездия
Фото: Science photo library

Двумя главными основами современной физики являются Общая теория относительности Эйнштейна и квантовая теория. Первая безраздельно властвует в крупномасштабной Вселенной, в то время как вторая управляет мелкомасштабным миром атомов и их составляющих.

Поскольку во время Большого взрыва Вселенная была маленькой, они сопротивлялись слиянию. Чтобы понять, как она возникла, необходимо объединить теорию Эйнштейна с квантовой теорией. 

Лучшим кандидатом является "теория струн", которая рассматривает основные строительные блоки реальности как крошечные струны массы-энергии, вибрирующие в 10-мерном пространстве-времени. 

Только если мы получим такую теорию, мы сможем ответить на главные вопросы, которых так интересуют всех ученых: Что такое пространство? Что такое время? Что такое Вселенная и откуда она взялась?