Найти в Дзене

Когда Вселенная завязывает узлы

Мир, в котором мы живём, должен был не существовать.
Согласно уравнениям Большого взрыва, материя и антиматерия возникли в равных количествах. А значит — должны были мгновенно аннигилировать, оставив после себя лишь ровный свет космического излучения. Но вместо пустоты — звёзды, галактики, камни, тела, мысли. Почему осталась одна частица материи на миллиард пар частиц и античастиц? Почему этот миллиардный дисбаланс оказался тем крошечным зерном, из которого выросла вся Вселенная — и мы в ней? Это одна из величайших загадок космологии, из которой рождаются не только теории, но и философии. Ведь речь идёт о самом смысле существования: почему вообще есть “что-то”, а не “ничего”. Физики называют это барионной асимметрией — перекосом между количеством частиц материи (барионов) и антиматерии.
С точки зрения строгой симметрии, природа должна быть беспристрастна. Но, похоже, она допустила ошибку. Или — наоборот — совершила выбор. Этот выбор напоминает акт творения: из хаоса полной симметр
Оглавление
Как японские физики вдохнули новую жизнь в идею XIX века — и приблизились к разгадке того, почему мы вообще существуем
Как японские физики вдохнули новую жизнь в идею XIX века — и приблизились к разгадке того, почему мы вообще существуем

1. Тайна неравного начала

Мир, в котором мы живём, должен был не существовать.

Согласно уравнениям Большого взрыва, материя и антиматерия возникли в равных количествах. А значит — должны были мгновенно аннигилировать, оставив после себя лишь ровный свет космического излучения. Но вместо пустоты — звёзды, галактики, камни, тела, мысли.

Вселенная после Большого взрыва, волны света и материи расходятся, в центре вспышка рождения.
Вселенная после Большого взрыва, волны света и материи расходятся, в центре вспышка рождения.

Почему осталась одна частица материи на миллиард пар частиц и античастиц? Почему этот миллиардный дисбаланс оказался тем крошечным зерном, из которого выросла вся Вселенная — и мы в ней?

Это одна из величайших загадок космологии, из которой рождаются не только теории, но и философии. Ведь речь идёт о самом смысле существования: почему вообще есть “что-то”, а не “ничего”.

2. Великий баланс и великая ошибка

Пара противоположных сфер — материя и антиматерия, почти одинаковые, но одна чуть больше.
Пара противоположных сфер — материя и антиматерия, почти одинаковые, но одна чуть больше.

Физики называют это барионной асимметрией — перекосом между количеством частиц материи (барионов) и антиматерии.

С точки зрения строгой симметрии, природа должна быть беспристрастна. Но, похоже, она допустила ошибку. Или — наоборот — совершила выбор.

Этот выбор напоминает акт творения: из хаоса полной симметрии рождается крошечное нарушение, едва заметное отклонение, которое и делает возможным всё остальное. Как если бы Вселенная сама создала себе шанс — микроскопическую несбалансированность, дающую возможность истории.

3. Узлы эфира: идея, опередившая век

Портрет Кельвина, линии эфира, словно поток воды.
Портрет Кельвина, линии эфира, словно поток воды.

В 1867 году лорд Кельвин предположил, что атомы — это узлы в эфире.

Он вообразил мир как океан невидимого вещества, в котором вихри завязываются в устойчивые формы — и каждая такая петля становится элементарной частицей.

Тогда это выглядело дерзко и даже поэтично: вещество как геометрия движения, материя как узел духа.

Эфир исчез из физики XX века, но сама идея — что
существование может быть формой завязки — осталась в глубинах мышления. И теперь, спустя полтора века, именно она неожиданно вернулась в центр науки.

4. Возвращение гипотезы

Японский физик в лаборатории смотрит на голографическое изображение узла, соединённого из световых нитей.
Японский физик в лаборатории смотрит на голографическое изображение узла, соединённого из световых нитей.

Физики из Университета Хиросимы во главе с профессором Мунето Ниттой решили: а что, если Вселенная действительно умеет завязывать узлы — не в эфире, а в полях симметрии?

Они объединили две известные концепции: симметрию
B–L (разность барионного и лептонного чисел) и симметрию Пеккеи–Куинна (PQ), введённую для объяснения природы тёмной материи.

Из этого союза родилась идея: в первые мгновения после Большого взрыва могли появляться топологические образования — космические узлы, сплетённые из вихрей и струн в пространстве поля.

Эти узлы были не частицами, а формами энергии, замкнутыми на себя. И в момент их распада Вселенная получала то самое «лишнее дыхание материи».

5. Космические узлы — солитоны Вселенной

Визуализация энергетического узла, световые линии в трёхмерном пространстве, пульсирующее свечение.
Визуализация энергетического узла, световые линии в трёхмерном пространстве, пульсирующее свечение.

Солитон — это волна, которая не рассеивается. Она движется, сохраняя форму, как если бы имела собственную душу.

Физики давно знают о солитонах в воде, плазме, оптических волноводах. Но теперь они предположили:
вся ранняя Вселенная могла быть океаном солитонов.

В этом океане завязывались узлы, переплетённые из струн двух типов — вихревых и калибровочных. Их устойчивость позволяла им пережить первые доли секунды после Большого взрыва.

Пока обычные поля остывали, эти узлы сохраняли энергию, создавая временное «узловое доминирование» — эпоху, когда структура энергии была важнее её количества.

6. Распад узлов и рождение материи

Узел распадается, вокруг вспыхивают частицы и волны света, словно зерно мира рождается из напряжения.
Узел распадается, вокруг вспыхивают частицы и волны света, словно зерно мира рождается из напряжения.

Но узлы не вечны.

Через квантовое туннелирование они начинают распадаться, словно сам узел “понимает”, что слишком натянут.

Во время этого распада возникают
тяжёлые правосторонние нейтрино — призрачные частицы, не взаимодействующие почти ни с чем, но играющие решающую роль в космической алхимии.

Именно их распад нарушает равновесие: рождается чуть больше частиц материи, чем антиматерии.

Этого «чуть» достаточно, чтобы спустя миллиарды лет появилось всё — от водорода до человеческой мысли.

Профессор Нитта говорит: «Возможно, именно узлы стали тем местом, где Вселенная впервые выбрала сторону».

7. Хор гравитационных волн

Сеть гравитационных волн в космосе, золотисто-голубые волны, расходящиеся по Вселенной.
Сеть гравитационных волн в космосе, золотисто-голубые волны, расходящиеся по Вселенной.

Физики подсчитали: распад таких узлов должен был “раскачать” само пространство-время.

От него по Вселенной до сих пор идут
гравитационные волны определённой частоты — как эхо древнего узла, расплетающего себя.

Будущие обсерватории — LISA, Cosmic Explorer, DECIGO — смогут услышать этот “хор”, как отголосок первородной симфонии.

Если они зафиксируют именно такую частоту, теория узлов подтвердится — и XIX век окончательно соединится с XXI.

8. Материя как форма памяти

Символический узел света, который переходит в очертание человеческой фигуры, словно материя рождается из памяти формы.
Символический узел света, который переходит в очертание человеческой фигуры, словно материя рождается из памяти формы.

Если представить себе, что узел — это память, завязанная на самой ткани бытия, то материя становится способом удержания формы.

Она — не просто вещество, а
воспоминание Вселенной о своём собственном напряжении.

Когда узел развязывается, остаётся не пустота, а след — частица, атом, человек.

И тогда вопрос “почему существует что-то, а не ничего” звучит иначе:

потому что
ничего не умеет помнить.

Только “что-то” хранит узел своей истории.

9. Вселенная как узел, который учится себя развязывать

-10

Возможно, вся космология — это рассказ о медленном распутывании узла.

Сначала энергия завязывает себя, затем ищет выход, затем учится рождать устойчивые формы — звёзды, планеты, сознания.

Каждый акт понимания, каждая мысль — это продолжение того древнего распада, когда Вселенная впервые выбрала сторону света.

Мы — её наследие и её инструмент.

Мы — узлы, которые помнят, как они были завязаны.

10. Какие мы делаем выводы

Когда лорд Кельвин рисовал свои вихревые узлы, он, вероятно, не думал, что через полтора века его идея станет способом объяснить сам факт существования человека.

Но, может быть, это и есть свойство истины —
жить в форме узла, дожидаясь своего часа.

Наука зовёт это симметрией и нарушением симметрии.

Философия — единством и диалектикой.

А по сути — это всё та же древняя драма: как свет завязывается во тьме, чтобы потом снова развернуться в сияние.

-11