Космофизики выделяют несколько периодов в эволюции Вселенной после Большого взрыва. Каждый период характеризуется определенными процессами. Наиболее важные события, от которых зависит вся последующая судьба Вселенной, произошли в первоначальный период, который длился всего одну секунду. Что происходило в этот период?
В начале был свет. Вселенная родилась из света. ("И сказал Бог: да будет свет; и стал свет"). Свет (фотоны) рождается при взаимодействии элементарных частиц. Фотон рождается при взаимодействии частицы и античастицы. Частицы при этом исчезают (аннигилируют), и появляются фотоны. Процесс протекает в два этапа. Вначале тяжелые частицы и античастицы аннигилируют и в результате возникают протоны, нейтроны, электроны и античастицы, нейтрино и антинейтрино. Эти процессы начинаются в том случае, если температура меньше 10>28 К. Сами же тяжелые частицы (иксбозоны и их античастицы) возникают (рождаются) из физического вакуума, в котором они имеются, но в "виртуальном" (скрытом) состоянии. Таким образом, можно сказать, что Вселенная создавалась из вакуума, то есть из ничего. Физики, правда, не считают, что вакуум это ничто, поскольку из вакуума могут рождаться при определенных условиях частицы. Другими словами, физический вакуум и пустота это не одно и то же.
Для нас важно, что вначале был свет. Критерием здесь служит энергия. Энергия частицы или античастицы определяется ее массой, умноженной на квадрат скорости света (формула А.Эйнштейна Е = mc>2). Энергия фотона определяется его частотой. Массы покоя фотон не имеет. Поэтому мы должны сравнивать энергию всех фотонов с энергией всех частиц. Результаты этого сравнения говорят в пользу света, фотонов. Оказывается, что в этом первом периоде эволюции Вселенной на один миллиард фотонов приходилась только одна частица (протон). Поэтому можно считать, что вещество Вселенной в то время представляло собой свет (почти свет). Это состояние вещества, совершенно необычное состояние, называют фотонной плазмой, а сам первый период творения Вселенной — эрой фотонной плазмы. В эту эру масса излучения (рассчитанная по его энергии) значительно превосходила массу вещества (частиц).
Очень принципиально, что хотя свет по количеству фотонов доминировал над частицами, тем не менее он (свет) находился в плену у частиц. Он не мог выбраться за пределы объема, занятого частицами. Хотя частиц было в миллиард раз меньше, чем фотонов, они непрерывно поглощали фотоны. При этом, правда, они излучали новые фотоны. Так частицы эффективно препятствовали продвижению света за пределы ограниченного веществом объема. Таким образом, в этот период свет (фотоны) оказывается запертым в пределах вещества.
По мере расширения вещества уменьшалась его температура. Значит, менялись и условия рождения частиц и античастиц с разными массами. Чем ниже становилась температура, тем менее вероятным становилось образование тяжелых частиц, таких как протоны и антипротоны. Для их рождения не хватало энергии взаимодействующих частиц.
Среди частиц имелись нейтрино и антинейтрино. При высокой температуре эти пары частиц аннигилируя превращаются в электроны и позитроны. Заметим, что позитрон является античастицей электрона. Затем пара частиц электрон—позитрон при аннигиляции превращается снова в нейтрино и антинейтрино. Это своего рода качели. Но для того, чтобы они "работали", нужна высокая температура вещества. Если температура недостаточно высока, то нейтрино сможет без взаимодействия выйти из этого объема. Такие условия создались в расширяющемся веществе спустя 0,3 секунды после Большого взрыва. После этого момента расширяющееся вещество, которое содержало и электроны и позитроны, стало прозрачным для нейтрино. Нейтрино стало неуловимым, поскольку при обыч
