Большой взрыв

Big Bang. Как малое стало большим?

Точнее, как неимоверно малое стало невероятно большим? Как из маленькой точки смогла возникнуть наша Вселенная?

Весь наш опыт, вся наша интуиция говорят о том, что это невозможно. Как бы много вещества не было бы в исходной точке, как бы потно оно не было бы упаковано, оно не может превратиться в огромное количество звезд, галактик и черных дыр. Однако именно это и произошло.

Попробуем разобраться.

Возьмем обычный воздушный шарик и поставим на нем точку с помощью фломастера. А потом надуем этот шарик. Мы увидим, что диаметр точки, которую мы поставили, значительно увеличился.

Это очень грубая и двухмерная модель расширения Вселенной.

Точка, которую мы поставили, не изменилась. Вещества не прибавилось, никаких сил к точке приложено не было. Тем не менее, ее диаметр изменился. Точка увеличилась.

Теперь проведем другой мысленный эксперимент.

Представим себе некую мошку, которая много миллионов лет назад попала в капельку смолы и завязла в ней. Сейчас мы любуемся этой мошкой в янтаре в виде украшений или на витрине в музее.

А теперь давайте представим себе, что мы увеличили эту янтарную капельку в сто или тысячи раз. Причем увеличили все ее части, включая мошку. И вот уже перед нами глыба янтаря с доисторическим монстром внутри.

Смысл этих экспериментов в том, что мы не добавляли никакого нового вещества, но получили совершенно иное качество.

В реальном эксперименте нам пришлось бы добавлять атомы, но в мысленном – нет. Мы как бы пропорционально увеличили картинку с помощью микроскопа.

Теперь вернемся к Вселенной.

Ученые считают, что Вселенная возникла в результате неимоверно большого и быстрого увеличения квантовой флуктуации.

Увеличиваясь, флуктуация должна была сохранять масштаб, пропорции и плотность. Иначе возникла бы потеря энергии. А энергия не может теряться. Она лишь переходит из одного состояния в другое, в том числе и в массу в полном соответствии с известной формулой Эйнштейна.

Таким образом, плотность, энергия и масштабы наблюдаемой Вселенной пропорциональны и равны плотности той исходной флуктуации.

Для того чтобы это равенство сохранялось, природе пришлось сначала создать частицы. И на начальном этапе инфляции вселенной это помогало сохранить равновесие. Но пространство продолжало расширяться. И чтобы уравновесить это расширение, потребовалось образование атомов.

Получается, что и частицы и атомы возникли при расширении квантовой флуктуации. Как бы самозародились. И вроде бы это невозможно – как может что-то родиться из ничего?

Однако если бы это не произошло, то были бы нарушены фундаментальные законы физики. Было пространство с неким объемом, плотностью и энергией, а стало с большим объемом и меньшей плотностью и энергией. Это противоречие. Поэтому, чтобы сохранить плотность и энергию, возникли атомы.

Понять это сложно. Ведь мы живем в уже созданном пространстве, наполненном взаимодействующими между собой частицами и атомами. И представить себе нечто, где еще не существует пространства нам затруднительно.

Но именно из-за того, что квантовая флуктуация, расширяясь, создавала пространство, а пространство должно было сохранять энергии квантовой флуктуации, произошло возникновение атомов. А потом звезд, планет и галактик.

И даже сейчас это самопроизводство и самовозникновение продолжается. Но уже в той области, которая нам еще совсем непонятна.

Вселенная увеличивается с ускорением. И происходит это за счет увеличения того, что мы называем темной энергией.

И если Вселенная, т.е. изначальная квантовая флуктуация, продолжает расширяться, то в ней должно происходить образование чего-то нового. Новых масс, частиц, энергий. Это необходимо, чтобы при увеличении размеров, при масштабировании, как в примере с шариком или янтарем, сохранялись плотность, вещество и энергия, заполняющие это пространство.