Ранняя Вселенная была совсем не такой, как сегодня. И под «ранней» я не имею в виду миллиард или даже десять миллиардов лет назад. Возраст Вселенной составляет около 13,77 миллиарда лет, и когда ей было всего несколько секунд от роду, она была совершенно неузнаваемой.
Сегодня наука выделяет четыре основные силы природы: гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое взаимодействия. Однако исследования показывают, что при экстремально высоких температурах и давлениях эти силы становятся единой сущностью. Например, современные ускорители элементарных частиц позволяют ненадолго воспроизвести условия молодой Вселенной, когда слабые электромагнитные и ядерные силы соединяются в одну — электрослабую.
Эта единая сила не просто объединяет два вида взаимодействий, она создает нечто абсолютно новое. Частицы, ранее несущие энергию, теперь превращаются в новых посредников единого поля. Когда энергия падает до уровня повседневной реальности, силы снова разделяются, возвращаясь к знакомым формам.
Учёные считают, что при ещё большей температуре сильное ядерное взаимодействие также должно присоединиться к этому объединению. Такие идеи лежат в основе целого класса гипотез, называемых теориями Великого объединения. Они предполагают объединение трех основных сил, хотя экспериментальных доказательств пока недостаточно.
Далее идут процессы, происходящие на столь гигантских уровнях энергии, что их невозможно достичь даже теоретически возможным ускорителем размером с Солнечную систему. Предполагается, что здесь вступит в действие гравитация, объединяя все четыре силы в единую теорию всего. Сегодняшние попытки описать этот этап развития Вселенной включают концепции вроде теории струн, однако пока неясно, верна ли она.
Первые мгновения после зарождения Вселенной поражают своей необычностью. Тогда не существовало привычных нам сил и частиц: не было электронов, кварков, нейтрино, фотонов или тёмной материи. Всё это пропало, оставив чистую первозданную среду, равномерную и сбалансированную по всему пространству-времени.
Однако такая гармония оказалась нестабильной. По мере расширения и охлаждения Вселенной первоначальная симметрия начала разрушаться. Этот процесс привёл не только к разделению сил, но и породил самую бурную эпоху в истории космоса, завершившуюся менее чем за секунду.
Что именно происходило тогда, остается загадкой. Ученые предполагают, что нарушение баланса вызвало возникновение материи и антиматерии, причем первая постепенно взяла верх над второй. Появились электроны, нейтрино и тёмная материя. Вероятно, образовались микроскопические черные дыры. Конечным этапом стало завершение инфляции — невероятно быстрого расширения пространства, сопровождавшегося мощным выплеском энергии.
По завершении инфляции молодая Вселенная превратилась в холодное и пустое образование. Энергия, высвобожденная полями, вызвала появление вещества и излучения, существующих до сих пор. Первые атомные ядра появились практически мгновенно, формируя легкие элементы — основу будущих звезд и планет.
Таким образом, в течение доли секунды произошло невероятное событие, определившее дальнейшую эволюцию нашего мира на протяжении миллиардов лет.