По крайней мере, как и наша Вселенная, он начнется с Большого Взрыва. Никто не знает, что было до него. И что значит слово «до», если время зародилось одновременно с Большим Взрывом?
Это даже не взрыв. Взрыв происходит в пространстве, но пространства не существовало... Как и времени, и материи... Не было ничего.
Можем ли мы увидеть, как происходил Большой Взрыв?
Видеть – это воспринимать фотоны, которые начали свое путешествие с объекта, а затем проделали путь до нашего глаза.
Но скорость света ограничена: и пока фотоны дойдут от объекта до глаза - пройдет время. Таким образом, устремляя взор в глубину Вселенной, мы также заглядываем в ее прошлое.
Если смотреть дальше, мы увидим рождение Вселенной?
Все не так просто. Возьмем большой телескоп и заглянем, как можно дальше. На снимке мы разглядим самую отдалённую от нас галактику на апрель 2022 года: она находится на расстоянии 13,5 млрд световых лет или где-то 330 млн лет после Большого Взрыва.
Дальше невозможно обнаружить ни одной звезды. Это не связано с техническими ограничениями наших телескопов. Просто на расстоянии более 13,5 млрд световых лет от нас (13,5 млрд лет назад) молодая Вселенная еще не успела образовать звезд. Вокруг была одна темнота, поэтому эту эпоху развития нашей Вселенной называют «Темные века».
Смотрим еще дальше после Темных Веков и натыкаемся на преграду, когда Вселенной было 380 000 лет. На тот момент Вселенная была настолько горячей и плотной, что состояла из электронов и атомных ядер. Не было даже атомов. Вся материя представляла собой свободные ионы — плазму. В эту эпоху фотоны не могли далеко улететь – на пути обязательно попадался электрон. Любой фотон, который вы хотели бы поймать за несколько нано- (одна миллиардная) или пико- (одна триллионная) секунд, уже отразился от электрона прямо у вас под носом. Именно поэтому Вселенная была горячим и светящимся туманом. Свет не мог пройти сквозь нее.
И как бы далеко в прошлое мы ни пытались заглянуть, мы не сможем увидеть сам Большой Взрыв. Мы видим лишь эту стену.
Однако ученые считают, что они могут воспроизвести историю нашей Вселенной примерно с 10^(-36) секунд — одной триллионной от триллионной триллионной доли секунды — после Большого взрыва.
Большой Взрыв
Перед нами точка. Она во столько же раз меньше атома, во сколько атом меньше Луны. Ее температура равна 10^32 К (единица и 32 нуля), а плотность 10^92 гр/см3. Сложно даже представить такие значения. Из-за неустойчивого состояния Вселенная начала расширяться и моментально увеличилась в 10^25 раз. Но её размер после инфляции – около нанометра.
Во Вселенной так жарко, что энергия преобразовывается в вещество, а затем обратно – в энергию. Вселенная – горячий суп из фундаментальных частиц.
Время идёт. Вселенная расширяется и остывает. Температуры и плотности уже недостаточно, чтоб создавать новые фундаментальные частицы. Те, что уже есть, разбиваются «по парочкам» и создают протоны и нейтроны.
Прошла секунда
Вселенная расширилась до нескольких световых лет – как от Солнца до соседних звезд. Температура продолжает падать. Когда она упадет до ста миллионов градусов, протоны и нейтроны объединятся и сформируют ядра атомов. Этот процесс займет пару минут.
Следующие 380 000 лет ничего особенного не происходило. Температура все еще высока, поэтому электроны свободно летают и сбивают с пути фотоны. Но как только температура упадет до 3000 К, электроны присоединятся к ядрам, создавая атомы. И все вокруг зальет светом освободившихся фотонов.
Но, тем не менее, Вселенная долгое время была довольно темной после рекомбинации, по-настоящему осветившись только тогда, когда начали сиять первые звезды примерно через 300 миллионов лет после Большого взрыва.
Ну а дальше мы с вами уже все знаем.
