Теория Большого взрыва: если ничто не существовало, то как из ничего возникла Вселенная

Некоторые астрофизики считают, что, когда погаснет последняя звезда во Вселенной, то в ней не останется света и начнется долгая темная эпоха. В конце концов всю материю поглотят черные дыры, которые также испаряться. Останется лишь огромное холодное темное пустое пространство. Некоторые космологи считают, что предыдущая Вселенная могла быть источником Большого взрыва, который создал нашу Вселенную. О том, как из ничего возник Большой взрыв, а затем вся наша реальность, рассказывает Аластер Уилсон из Бирмингемского университета, Великобритания, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Большой взрыв и стабильная материя

Считается, что стабильной материи, которая состояла из атомов или молекул не существовало ни во время Большого взрыва, ни через сотни тысяч лет после него. Первые атомы образовались из более простых частиц, когда Вселенная остыла и позже они стали известными химическими элементами.

Первыми частицами материи были протоны и нейтроны, которые образуют ядро атомов. Они возникли примерно через одну десятитысячную долю секунды после Большого взрыва. До этого действительно не было привычной нам стабильной материи.

В самом начале весь физический мир состоял из смеси короткоживущих элементарных частиц, включая кварки, которые являются основой нейтронов и протонов. И материя, и антиматерия существовали примерно в равных количествах, но их частицы при встрече уничтожаются, а это означает, что эти частицы постоянно создавались и уничтожались.

Но как вообще появились эти частицы? Согласно квантовой теории даже вакуум, который соответствует пустому пространству-времени, наполнен колебаниями энергии. Эти колебания могут привести к появлению частиц, которые вскоре после этого исчезнут. То есть вакуум пространства-времени наполнен частицами, которые постоянно создаются и уничтожаются, по-видимому, из ничего. Но, возможно, на самом деле квантовый вакуум является чем-то, а не ничем.

Мультивселенная и циклы Вселенной

Чтобы по-настоящему ответить на вопрос, как что-то могло возникнуть из ничего, нам нужно объяснить квантовое состояние Вселенной в самом ее начале. Это состояние можно объяснить, наличием, например, мультивселеной или циклическими моделями Вселенной, которая умирает и рождается снова.

Например, физик Роджер Пенроуз предложил модель циклической Вселенной под названием конформная циклическая космология. На создание этой модели ученого вдохновила математическая связь между очень горячим, плотным и маленьким состоянием Вселенной во время Большого взрыва и чрезвычайно холодным, пустым и расширенным состоянием Вселенной в очень далеком будущем. Теория состоит в том, что эти состояния становятся математически идентичными, если дойти до их пределов. Как ни парадоксально, но полное отсутствие материи могло породить всю материю, которую мы видим во Вселенной.

То есть Большой взрыв возник почти из ничего. Это то, что осталось, когда вся материя во Вселенной была поглощена черными дырами, которые, в свою очередь, превратились в фотоны. Таким образом, вся Вселенная возникает из чего-то, что с физической точки зрения, настолько близко, насколько это вообще возможно, к ничему. Но это ничто по-прежнему является своего рода чем-то. Это все еще физическая Вселенная, хотя и пустая.

Конформная циклическая космология предлагает некоторые ответы на вопрос о том, откуда произошел Большой Взрыв. Но даже если это будет подтверждено наблюдениями, все равно нет ответа на вопрос, откуда взялась сама физическая реальность. Как возникла цикличность во Вселенной?

Есть три варианта ответа на вопрос о том, как начались циклы. Это может не иметь вообще никакого физического объяснения. Или могут существовать бесконечно повторяющиеся циклы, каждый из которых представляет собой отдельную Вселенную, при этом начальное квантовое состояние каждой Вселенной объясняется какой-то особенностью предыдущей Вселенной. Или может существовать один единственный цикл и одна повторяющаяся Вселенная, начало которой объясняется какой-то особенностью ее собственного конца.

Возможно, физическая реальность состоит из одного повторяющегося цикла, когда возникает Большой взрыв, затем Вселенная опустошается и затем все повторяется снова. Это согласуется с некоторыми теориями, выходящими из квантовой механики. Хотя с другой стороны существование квантовой мультивселенной также может иметь место и происходит вечное рождение все новых и новых реальностей в повторяющемся цикле.

Как уже писал Фокус, ученые выяснили, откуда у Млечного Пути появилась перемычка.