Пять возрастов Вселенной - страница 15

До начала, за горизонтом:

Царит хаос. Основная структура пространства-времени неистовствует. Вместо того чтобы проявлять привычные три измерения обычного пространства с естественным, однонаправленным течением времени, пространство-время напоминает взболтанную, беспорядочную и флуктуирующую пену, беспрерывно изменяющую свою геометрию каждые 10^>-43 секунды. Любое четкое разделение пространства и времени не имеет ни малейшего смысла в этом состоянии физической реальности с ультра высокими энергиями. Квантовая механика и гравитация вступили в космическую битву, исход которой будет иметь важные последствия для всей Вселенной.

Из этой вероятностной пены извергаются горячие пузыри микроскопического пространства-времени. Большинству из них суждено расшириться, а затем пережить повторное сжатий, вернувшись в аморфную пену, за непостижимо короткие промежутки времени. Время от времени, при возникновении нужных условий, извергающийся участок пространства-времени переходит в состояние фантастически быстрого расширения. Последующий экспоненциальный рост настолько силен, что смежные точки пространства разбегаются друг от друга со скоростями, превышающими скорость света. Эта алогичная активность увеличивает размер расширяющегося участка на чрезвычайно большую величину за невероятно короткий промежуток времени.

После этой стремительной эпохи сверхъяркого расширения раздутый участок пространства-времени простирается далеко за пределы исходной фоновой пены, вследствие чего полностью от нее отделяется. Однажды вступив на этот путь, вновь отделившийся участок может расширяться вечно, хотя и не так быстро. Этот участок разрастается до непостижимо огромных размеров за бесконечно долгие промежутки времени, которые ожидают его впереди. Так начинается длинный и мучительный путь новорожденной Вселенной к смерти.

Важным достижением современной науки является создание теории возникновения Вселенной. Вселенная родилась во взрыве, который произошел в четко определенный момент времени, и расширилась, превратившись в нашу современную Вселенную. Благодаря появлению теории Большого взрыва, многие вопросы, связанные с рождением Вселенной, которые когда-то относили к области философии или метафизики, теперь получили четкие и подробные ответы. Момент творения поставили на прочную научную основу, освободили от пустых гипотез и во многих отношениях подтвердили с помощью экспериментов и наблюдений.

Только представьте себе, как здорово было бы воочию увидеть начало времени. Если бы мы могли испытать эти первые определяющие мгновения, если бы мы могли наблюдать микроскопические события, происходящие с невероятной скоростью, что именно мы увидели бы? Возобновим же наше повествование с момента начала существования Вселенной. Сначала мы заметили бы, что Вселенная расширяется и остывает с фантастической скоростью. В первые 10^>-35 секунд или около того Вселенная расширяется настолько быстро, что смежные точки пространства разбегаются друг от друга с непостижимыми скоростями. В этот краткий промежуток алогичного поведения область Вселенной размером с маленькую точку () раздувается, становясь больше всей видимой современной Вселенной. Вскоре расширение замедляется до более разумных скоростей, не превышающих скорость света, но все же не прекращается.

Кроме того, мы увидели бы, что ранняя Вселенная очень горяча и очень ярка. При таких громадных температурах, намного превышающих температуры центральных областей любой звезды, вещество очень сильно отличается от того, с которым мы привыкли иметь дело в повседневной жизни. На Земле обычное вещество состоит из атомов, каждый из которых образован несколькими электронами, вращающимися по орбите вокруг ядра, содержащего протоны и нейтроны. В исключительной жаре первых микросекунд температура слишком высока, чтобы могли существовать молекулы, атомы или ядра. Такой температуры не выдерживают даже протоны и нейтроны. Вселенная кишит таинственными элементарными частицами, которые носят название кварков.

В обычных условиях мы полагаем, что вещество составляет все сущее во Вселенной. Сейчас, например, большая доля массы-энергии Вселенной содержится в веществе галактик и лишь очень малая ее часть рассеяна в межгалактическом пространстве. Однако в самые ранние мгновения истории, когда вещество было разбито на основные составляющие его частицы, Вселенная имела очень любопытный аспект. Частицы вещества составляли лишь крошечную долю общей плотности энергии Вселенной. Основная часть плотности энергии содержалась в фоновом излучении, и Вселенная напоминала чрезвычайно горячую печь — первичную домну.