Более современный и концептуально более логичный подход к этой идее состоит в том, что Большой взрыв, о котором мы говорим, – событие локального масштаба. Он дал начало только той части Вселенной, которую мы можем разглядеть, тогда как во Вселенной есть и другие области, которые мы не можем увидеть, и там произошли свои Большие взрывы. Это один из способов, объясняющих идею множества вселенных, к которой я обращусь в главе 8.
Есть еще много доказательств в пользу теории Большого взрыва – например, обилие легких элементов. Около одной трети массы всей материи, которую мы наблюдаем во Вселенной, состоит из водорода, а одна четверть – из гелия (следующего за водородом по атомной массе)[17].Только ничтожная доля приходится на все остальные элементы, и большая их часть образовалась в звездах гораздо позже Большого взрыва. Преобладание во Вселенной водорода и гелия предсказано Большим взрывом, и именно это мы наблюдаем. И как удачно, что для доказательства этого нам не нужно путешествовать по всей Вселенной. Свет, который мы видим в телескоп, содержит красноречивые свидетельства о далеких атомах, которые его породили, или тех, через которые он прошел на своем пути к Земле. И это одно из самых прекрасных научных достижений – что мы можем узнать, из чего состоит Вселенная, просто изучая свет, доходящий до нас из космоса.
Другой факт в пользу теории Большого взрыва – открытие 1964 года, которое окончательно подтвердило ее истинность, – существование так называемого космического сверхвысокочастотного фонового излучения. Это реликтовое излучение, которое заполняет весь космос, возникло вскоре после Большого взрыва, когда впервые сформировались нейтральные атомы. Этот период истории Вселенной называется эрой рекомбинации. Это случилось через 378 000 лет после Большого взрыва, когда Вселенная уже расширилась и достаточно охладилась для того, чтобы положительно заряженные протоны и альфа-частицы[18] могли захватывать электроны и образовывать атомы водорода и гелия. До того электроны, вероятно, обладали слишком большой энергией, чтобы прикрепляться к протонам или альфа-частицам. А значит, фотоны (частицы света) не могли свободно передвигаться, не сталкиваясь при этом с этими заряженными частицами и не взаимодействуя с ними, так что во всем космосе появилось тусклое свечение. Но когда Вселенная охладилась достаточно, чтобы могли образовываться атомы, космос стал прозрачным и фотоны получили свободу. И с тех пор это свечение расходилось в разные стороны по всей Вселенной.
Этот реликтовый свет по мере расширения Вселенной терял свою энергию, но не за счет замедления, поскольку скорость света всегда постоянна. По мере расширения пространства растягивалась длина световой волны, так что сегодня, через миллиарды лет, этот свет уже находится не в видимой части спектра, а на сверхвысокочастотных волнах. Астрономы измерили это излучение и обнаружили, что оно соответствует температуре далекого космоса, чуть менее трех градусов выше абсолютного нуля. Это значение близко к прогнозам, основанным на теории Большого взрыва, – их, между прочим, сделали еще до проведения температурных измерений.
Но давайте вернемся в еще более давние времена существования нашей Вселенной, когда атомов еще не было. Она начиналась с фантастически раскаленного пузыря энергии, который за одну триллионную долю секунды охладился до такой температуры, что за счет конденсации энергии по мере расширения пространства смогли сформироваться субатомные частицы, кварки и глюоны. Сначала эти частицы обладали огромной энергией и безудержно носились в горячем «бульоне», называемом кварк-глюонной плазмой, при температуре триллионы градусов Цельсия. Затем, когда Вселенная просуществовала какую-нибудь миллионную долю секунды, они начали слипаться, образуя протоны и нейтроны (наряду с другими, более тяжелыми частицами). Далее, в эти первые секунды своего существования материя прошла через различные стадии эволюции, когда образовывались и исчезали самые разные частицы. Именно здесь мы сталкиваемся с одним из важнейших вопросов физики, на который у нас еще нет ответа, – с тайной исчезнувшей антиматерии.
