В момент "Большого взрыва" наши законы физики просто перестают действовать. Брайан Кокс
Эта фраза не является драматическим приемом, призванным привлечь внимание, это самый прямой способ, который нашел ведущий физик, чтобы признать неудобный факт: событие, породившее все сущее, находится за пределами возможностей инструментов, которые мы используем для понимания Вселенной. Брайан Кокс объясняет сложнейшие аспекты космологии, включая Большой взрыв, на доступном языке. Он использует свои знания в физике частиц для понимания самых ранних моментов Вселенной и её эволюции.
Объяснение теории Большого взрыва, не означает, что наука ее отвергает, напротив, это один из самых прочных столпов современной космологии. Однако, почти никто не формулирует четко следующее: теория Большого взрыва признана, но ее важнейший аспект до сих пор не понят, наука может описать Вселенную с невероятной точностью, начиная с доли секунды после начала ее расширения, она может измерять космическое микроволновое фоновое излучение, составлять карты распределения галактик, рассчитывать скорость расширения и даже реконструировать поведение материи в первые мгновения существования космоса. Но, когда модели доведены до абсолютного предела, происходит нечто странное: уравнения не работают.
Концепция расширяющейся Вселенной была расчитана физиком Александром Фридманом в 1922 году с помощью математического вывода уравнений Фридмана. Самое раннее наблюдение расширяющейся Вселенной известно как закон Хаббла, опубликованный в работе физика Эдвина Хаббла в 1929 году. Общая теория относительности, сформулированная Эйнштейном, предсказывает, что вся материя и энергия во Вселенной сосредоточены в точке бесконечной плотности, эта точка имеет техническое название "сингулярность". Проблема в том, что в физике, бесконечности– это не ответы, а признаки неудачи. Когда теория порождает бесконечное значение, она косвенно говорит: я не знаю, что здесь происходит.
Признания, что наши основные законы перестают действовать во время Большого взрыва, указывают, что две великие структуры, лежащие в основе всей современной физики (общая теория относительности и квантовая механика), в этой экстремальной ситуации не могут сосуществовать. Первая управляет поведением пространства-времени в больших масштабах, вторая управляет субатомным миром. Для объяснения теории Большого взрыва обе они необходимы одновременно, но тут же вступают в прямой конфликт.
В этом и заключается суть проблемы, потому что, если невозможно применить физические законы к моменту возникновения Вселенной, то Большой взрыв перестает быть полным объяснением происхождения космоса. На практике это становится точкой, где объяснения заканчиваются.
Здесь возникает распространенное заблуждение: многие люди считают, что теория Большого взрыва объясняет, как все началось. Но, на самом деле, она объясняет только как развивалась Вселенная, после того, как она уже начала расширяться. Источник же этого расширения, первоначальный толчок, остается недоступным для выяснения.
Любое научное объяснение основано на причинно-следственной связи: события происходят потому, что происходит что-то другое. В теории Большого взрыва, эта цепочка просто неприменима. Не из-за недостатка данных, не из-за недостаточной технологической базы, а потому, что именно в этот миг рождается время, та самая категория, на которую действуют причины. Вот почему, когда вы слышите, что никто не может объяснить Большой взрыв, это не невежество или недостаток, это структурное ограничение.
Современная наука может описать Вселенную с самых ранних наблюдаемых моментов, но не может пересечь границу нулевого момента времени, и эта граница обсуждается не только в учебниках она лежит в основе современных дискуссий о квантовой гравитации, теории струн и фундаментальной космологии.
Десятилетия попыток так и не привели к созданию теории, способной устранить начальную сингулярность, без возникновения новых, столь же неразрешимых проблем. Большой взрыв все еще существует, реален, неизбежен, подтвержден многочисленными независимыми наблюдениями. Но, как это ни парадоксально, необъясним именно в том месте, где все начинается. И это приводит нас к тревожному выводу: возможно, Большой взрыв– это не просто начало Вселенной, а предел того, что может объяснить наука.