Кто зажег фитиль: что было со Вселенной до Большого взрыва
Первое, что нужно понять, что же такое на самом деле Большой взрыв. «Это момент во времени, а не точка в пространстве», — говорит Шон Кэрролл, физик-теоретик из Калифорнийского технологического института. Вполне возможно, что Вселенная в момент Большого взрыва была крошечной, продолжает Кэрролл. Ну, серьезно, нет же способа оглянуться назад во времени на вещи, которые мы даже сегодня не в состоянии разглядеть. Все, что мы действительно знаем, точнее, хочется верить, что знаем, — это то, что Вселенная в этот момент была очень плотной, размером с персик или меньше и температурой более четырех миллиардов градусов Цельсия. Затем очень быстро стала терять плотность. Как следствие этой теории, за пределами Вселенной действительно нет ничего, потому что Вселенная, по определению ученых, всё.
Наглядное изображение взросления нашей Вселенной: Большой взрыв, инфляция, появление первых звезд, появление галактик и планет и так далее
Считается, что до первой секунды после Большого взрыва, когда Вселенная достаточно остыла, чтобы протоны и нейтроны могли сталкиваться и слипаться должным образом, прошел процесс экспоненциального расширения, увеличения, называемого инфляцией — так же стремительно, как сейчас растут цены, когда-то росла наша Вселенная. Этот процесс сгладил материю пространства-времени, поэтому та самая материя сегодня так равномерно распределена во Вселенной.
Есть теория, что до Большого взрыва Вселенная была бесконечной полосой ультратонкого плотного материала, сохраняющегося в устойчивом состоянии до тех пор, пока по какой-то причине не произошел Большой взрыв. Эта сверхплотная вселенная, возможно, управлялась квантовой механикой, физикой чрезвычайно малого масштаба. Для Стивена Хокинга этот момент был всем, что имело значение: до Большого взрыва, по его словам, события неизмеримы и, следовательно, не определены. Время и пространство, по словам Хокинга, конечны, но у них нет границ, начальных или конечных точек, так же, как планета Земля конечна, но не имеет границ.
По другой, еще более запутанной теории, Большой взрыв — это не начало времени, а скорее момент симметрии. В этой идее до взрыва была другая вселенная, идентичная нашей, но с энтропией, растущей к прошлому, а не к будущему. Своего рода зеркальное отражение. Сторонники этой теории также предполагают, что другие свойства были бы также перевернуты в этой зеркальной Вселенной. Физик Дэвид Слоун из университета Оксфорда опубликовал научную работу, в которой утверждает, что асимметрии в молекулах и ионах (так называемые хиральности) в зеркальной Вселенной противоположны тем, что есть в нашей Вселенной.
Чтобы лучше понять теорию Большого отскока представьте связку сарделек: соединение — это момент Большого взрыва, затем расширение — инфляция, а сами сосиски — Вселенные
Понятие «Большой отскок» предполагает, что могут быть бесконечные Большие взрывы, поскольку Вселенная расширяется, сжимается и расширяется снова. Проблема с этими идеями заключается в том, что нет никакого объяснения того, почему или как расширяющаяся вселенная будет сокращаться и возвращаться в состояние с низкой энтропией.
В 2004 году физики предположили, что, возможно, Вселенная, какой мы ее знаем, является порождением родительской Вселенной, из которой вырвалось немного пространства-времени. Это похоже на распад радиоактивного ядра: когда ядро распадается, оно выплевывает альфа- или бета-частицу. Родительская Вселенная может делать то же самое, за исключением того, что вместо частиц она выплевывает детские Вселенные бесконечно.
Если все это звучит довольно странно, то это потому, что у ученых пока нет возможности взглянуть назад даже на момент Большого взрыва, и тем более на то, что было до него. Но как бы порой надумано не выглядели те или иные теории, без них никак. «Мы даже не знаем, что ищем, — сказал Шон Кэрролл, — пока у нас нет теории».
