Это, пожалуй, величайшая тайна и корень всех остальных. Самые важные вопросы человечества — как зародилась жизнь? Что такое сознание? Что такое темная материя, темная энергия, гравитация? — вытекают из этого вопроса. "Все остальные загадки лежат за пределами этого вопроса", - сказала Энн Друян, писательница и вдова астронома Карла Сагана. "Для меня это важно, потому что я человек, и мне не нравится не знать".
Даже по мере того, как теории, пытающиеся разгадать эту тайну, становятся все более сложными, ученых преследует мысль о том, что некоторые из наиболее важных звеньев в их цепочке рассуждений неверны.
Фундаментальные тайны
Согласно стандартной модели Большого взрыва, Вселенная возникла во время периода расширения, который начался около 13,8 миллиардов лет назад. Подобно быстро расширяющемуся воздушному шару, она увеличилась с размеров, меньших, чем электрон, до почти нынешних размеров за крошечную долю секунды. Первоначально Вселенная была пронизана только энергией. Часть этой энергии сгустилась в частицы, которые собрались в легкие атомы, такие как водород и гелий. Сначала эти атомы объединились в галактики, а затем в звезды, в огненных печах которых были выкованы все остальные элементы.
Такова общепринятая картина происхождения нашей Вселенной, представленная учеными. Это мощная модель, которая объясняет многие вещи, которые ученые видят, когда смотрят в небо, такие как удивительная однородность пространства-времени в больших масштабах и равномерное распределение галактик на противоположных сторонах Вселенной. Но в этой истории есть вещи, которые вызывают беспокойство у некоторых ученых. Начнем с того, что идея о том, что Вселенная пережила период быстрого расширения в начале своей истории, не может быть проверена напрямую, и она основывается на существовании таинственной формы энергии в начале Вселенной, которая давно исчезла.
Для некоторых ученых расширение - это неуклюжее дополнение к модели Большого взрыва, необходимая сложность, чтобы привести ее в соответствие с наблюдениями.
"Мы также узнали, что во Вселенной должна быть темная материя, а теперь и темная энергия", - сказал Пол Стейнхардт, физик-теоретик из Принстонского университета. "Итак, сегодняшняя модель работает следующим образом: вы говорите: "Хорошо, вы берете некоторый Большой взрыв, вы берете некоторое расширение, вы настраиваете это так, чтобы оно имело следующие свойства, затем вы добавляете определенное количество темной материи и темной энергии". Эти вещи не связаны в рамках последовательной теории".
Он был обеспокоен тем, что космологи действуют скорее как инженеры, чем как ученые. Если результаты наблюдений не соответствуют текущей модели, они добавляют другой компонент или переделывают существующие, чтобы они соответствовали. Компоненты не связаны между собой, и нет никакой причины добавлять их, кроме как для соответствия наблюдениям. Это все равно, что пытаться починить старый автомобиль, добавляя новые детали от более новых, но отличающихся моделей. Эти детали могут работать в краткосрочной перспективе, но в конечном итоге вам понадобится новый автомобиль.
Нестареющая вселенная
Согласно другой теории Вселенная рождалась не один раз, а, возможно, многократно в бесконечных циклах сжатия и расширения. Эта теория заменяет "большой взрыв" "большим скачком", который плавно связывает периоды сжатия и расширения Вселенной и решает многие проблемы, которые мешают теории расширения.
"Циклическая" теория объяснила бы не только расширение, но и другие космические загадки, включая темную материю, темную энергию и то, почему Вселенная расширяется со все возрастающим ускорением.
Несмотря на противоречивость, динамичная космология выдвигает предположение о том, что Вселенная нестареющая и самообновляющаяся. Это перспектива, возможно, даже более впечатляющая, чем вселенная с определенным началом и концом, поскольку это означало бы, что звезды на небе, даже самые старые, подобны недолговечным светлячкам в великой схеме вещей.
Итак, подведем итог. Существует несколько теорий о зарождении Вселенной, однако до сих пор нет никаких подтверждений ни одной из них. Мы можем только надеяться на то, что в ближайшем будущем, мы сможем хотя бы приблизиться к решению этого сложного, но очень интересного вопроса. Я хотел бы надеяться, что усилия, которые общество вкладывает в научные исследования, приближают нас к этому.
