Материи – альфа и омега
Современное представление о возникновении и эволюции Вселенной основывается преимущественно на модели Большого взрыва, согласно этой модели, в начальные моменты существовала огромная концентрация материи (ее количество было конечным, а плотность — бесконечно большой), из которой, следуя непреложным законам природы, и развилась Вселенная. Если модель Большого взрыва в принятом ныне виде неверна, то нам придется опустить все, что сказано далее о первых минутах жизни Вселенной, однако остальные рассуждения все равно остаются в силе. Предполагается также, что время и пространство, в рамках, которых мы описываем установленные нами законы природы, безгранично делимы и в малых масштабах не имеют ничего похожего на «зернистую» структуру.
Действительно, до сих пор мы не располагаем никакими данными, которые свидетельствовали бы о наличии подобной «зернистости»; напротив, вплоть до самых малых исследованных масштабов (около 10~16 см и 10~26 с) пространство-время выглядит совершенно гладким и непрерывным. Следует, правда, сразу же оговориться, что масштабы времени и пространства, о которых пойдет далее речь, лежат далеко за пределами возможностей современной экспериментальной проверки, поэтому мы не беремся с уверенностью утверждать, что вне этих пределов пространство и время не «повреждены» какой-то «зернистостью», еще непонятной нам. Однако для интервалов времени, превышающих 10 – 26 с, и расстояний, больших 10 – 16 см, наше описание можно считать достаточно надежным.
Примерно 10~43 с спустя после «рождения» Вселенной ее составляющие должны были иметь характерную энергию порядка 1019 ГэВ (что соответствует массе Планка). Что же касается более ранних моментов времени, то здесь наши обычные представления попросту отказывают и «теряются» в кипящей пене черных мини-дыр, которые хаотически возникали, испарялись и образовывались вновь; возможно, окончательное объединение четырех сил в рамках одной теории внесет какую-то ясность в эту картину. Рассуждая об этих мгновениях Вселенной, мы попадаем в область сплошных домыслов относительно времени и пространства; поэтому пока лучше не обсуждать эти вопросы. Но даже по прошествии планковского времени картина эволюции Вселенной с точки зрения наших сегодняшних представлений отнюдь не становится абсолютно ясной. В частности, необходимо объяснить, почему сегодня Вселенная состоит почти исключительно из частиц, тогда как число античастиц чрезвычайно мало. В самом начале жизни Вселенной материю, по-видимому, можно было характеризовать просто энергией, количество которой, по всей вероятности, было конечным, а плотность бесконечно большой.
Сегодня, когда мы научились получать в лабораториях огромную энергию при столкновениях ускоренных протонов, нам удается наблюдать, например, рождение частиц и соответствующих им античастиц в равных количествах (согласно соотношению Эйнштейна Е = тс2). Почему же Вселенная, возникшая, как мы можем с достаточной уверенностью считать, первоначально из симметричного состояния материи, характеризуемого только энергией, столь «перекошена» в смысле симметрии между частицами и античастицами? Предполагается, что по истечении планковского времени (10-43 с) черные дыры полностью (или почти полностью) испарились. Именно тогда и было положено начало современной Вселенной (хотя мы не знаем, как именно это произошло), в которой количества частиц и античастиц оказались равными. Но это были еще не те частицы и античастицы, которые мы наблюдаем в сегодняшней Вселенной: нейтроны, протоны, электроны и т. д.
