Где-то между 15 и 20 миллиардами лет назад возникла вселенная. С рассвета человеческого сознания мы столкнулись с тем, как и почему произошло это событие, и благодаря этим усилиям возникло много идей. Древняя египетская легенда описывает, как Осирис Хепера создал вселенную из темного безграничного океана, называемого Ну, и что Осирис Хепера создал себя из этого океана, произнес свое собственное имя. Человеческая изобретательность не стояла на месте в течение 5000 лет, так как эти идеи были популярны. Современная теория Большого взрыва утверждает, что наша Вселенная эволюционировала от более ранней фазы, в миллиарды раз более горячей, чем ядро нашего Солнца, и в триллионы раз более плотной, чем ядро атома. Чтобы подробно описать такие экстремальные физические условия. Сначала мы должны иметь четкое понимание природы материи и фундаментальных сил. При высоких температурах, которые, вероятно, присутствовали на Большом взрыве, все знакомые формы материи были сведены к их фундаментальным составляющим. Силы гравитации и электромагнетизма вместе с сильными и слабыми ядерными силами были основными средствами взаимодействия фундаментальных частиц материи.
Обратная связь между космологией и физикой элементарных частиц нигде не проявляется так отчетливо, как при изучении ранней истории Вселенной. В октябре 1985 года гигантский ускоритель в Фермилабе впервые достиг столкновения протонов и антипротонов при энергии 1,6 триллиона электрон-вольт, что примерно в 1600 раз больше массы покоя протона. Это было уникальным событием, потому что на одну долю секунды на крошечной планете в ничем не примечательной галактике впервые за минимум 15 миллиардов лет открылось небольшое окно на Событие Творения.
Пределы уверенности
Побуждение физиков к единой всеобъемлющей теории, способной описать четыре природные силы, в качестве побочного продукта привело к некоторым удивительным взглядам на Событие Творения. Хотя такая теория остается, возможно, через несколько десятилетий после ее завершения, общепризнанно, что такая теория будет описывать настолько экстремальные физические условия, что вполне возможно, что мы никогда не сможем их исследовать из первых рук, даже с ускорителями частиц, которые находятся в стадии разработки. разработан сегодня. Например, сверхпроводящий суперколлайдер, который будет построен к началу 1990-х годов, будет стоить 6 миллиардов долларов и позволит физикам сталкиваться с частицами при энергиях 40 триллионов электрон-вольт (40000 ГэВ), соответствующих условиям, преобладающим через 10 секунд после Большого взрыва. Ожидаемый неожиданный доход от такого ускорителя огромен и поможет ответить на многие острые вопросы, которые сейчас мучают теоретическое сообщество, но можем ли мы позволить себе инвестировать, возможно, значительно большие суммы денег в создание машин, способных исследовать мир квантовой гравитации при 10 ГэВ? Ожидается, что при этих энергиях полное объединение природных сил станет непосредственно наблюдаемым. Насколько любопытно, что определенные ответы на такие вопросы, как «Каково было Сотворение?» и "имеют ли электроны и кварки внутреннюю структуру?" так неразрывно связаны. Нашей способности находить ответы на эти два вопроса, среди прочего, кажется, не мешает какой-то метафизический запрет, но ресурсы, которые наша цивилизация может себе позволить посвятить поиску ответов. К счастью, ситуация не настолько безрадостна, как видите,
То, что мы думаем, мы знаем
Мы живем внутри самого большого из когда-либо созданных ускорителей частиц — Вселенной. За десять миллиардов лет до рождения Солнца был проведен эксперимент Природы в физике высоких энергий, и теперь экспериментальные данные можно изучить, изучив свойства и содержание самой Вселенной. Коллекция фундаментальных фактов, которые характеризуют нашу вселенную, своеобразна тем, что она происходит из различных источников. Частичный список этих «мета-фактов» выглядит так:
1) Мы находимся здесь, поэтому некоторые регионы вселенной гостеприимны к созданию сложных молекул и живых, рациональных организмов.
2) Наша Вселенная имеет 4 больших измерения, и все они увеличиваются в размерах по мере расширения Вселенной во времени и пространстве.
3) В Природе действуют 4 разные силы.
4) доминирует только материя; галактик против материи не существует, и эта материя состоит из 6 кварков и 6 типов лептонов.
