Большой взрыв
Сегодня считается, что наша Вселенная возникла примерно 13,8 млрд лет назад. До этого она находилась в состоянии так называемой сингулярности. Тогда не было ни пространства, ни времени, ни элементарных частиц. Можно сказать, что Вселенная возникла из точки. Есть предположение, что эта точка-сингулярность была сверхмассивной черной дырой.
Большим взрывом называют и сам момент начала расширения Вселенной, и ее последующие расширение и остывание.
Итак, когда Вселенная возникла, она была очень горячей, однородной, с необычайно высокими плотностью энергии и давлением. Ее дальнейшим изменениям соответствовали так называемые фазовые переходы. Самый ранний период существования Вселенной называется Планковской эпохой, которая продолжалась в течение Планковского времени, т.е. примерно 10-43 с. Именно тогда гравитационное взаимодействие отделилось от остальных фундаментальных взаимодействий. Вселенная стала расширяться дальше. Следующий период ее развития называется периодом Космической инфляции. Когда он завершился, Вселенная была полна элементарных частиц — кварков и глюонов.
Спустя некоторое время температура упала настолько, что кварки и глюоны смогли объединиться в барионы, то есть протоны и нейтроны. В это же время образовывались материя и антиматерия. Их столкновение вызывало аннигиляцию и появление излучения. Но материи было намного больше.
Температура продолжала падать, и это вызвало следующий фазовый переход. Образовались современные физические силы и элементарные частицы. Затем наступил период нуклеосинтеза, то есть образования ядер атомов.
В следующий период, начавшийся после дальнейшего падения температуры и расширения Вселенной, доминирующей силой стала гравитация. Наконец, через 380 000 лет после Большого взрыва начали образовываться атомы водорода. И только после этого стал формироваться межзвездный газ. Из газопылевых облаков со временем образовались звезды и планеты.
Каково будущее Вселенной?
Судьба Вселенной зависит от средней плотности вещества в ней. Если плотность не больше определенного критического значения, то Вселенная будет расширяться вечно, если же плотность выше, то когда-нибудь Вселенная перестанет расширяться и начнет сжиматься. И тогда все вернется к сингулярности. Но на данном этапе наука пока не может ответить на вопрос о величине плотности, и будущее Вселенной остается неизвестным.