«В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною; и Дух Божий носился над водою. И сказал Бог: да будет свет. И стал свет. И увидел Бог свет, что он хорош; и отделил Бог свет от тьмы. И назвал Бог свет днем, а тьму ночь. И был вечер, и было утро: день один…»

Бытие, 1, 1-5

 Астрономов всегда занимал вопрос, откуда возникла Вселенная, галактики, звезды и планеты. Мировые религии объясняли этот вопрос просто — всемогущий Бог создал наш мир из ничего. Открытия ХХ века позволили разгадать загадку начала времен. Завесу над тайной мироздания было суждено приподнять американцу Эдвину Хабблу.

До него астрономы полагали, что видимая Вселенная ограничивается только нашей Галактикой. Хаббл, изучая объекты в Туманности Андромеды, обнаружил, что они расположены намного дальше, чем самые далекие звезды. Он сделал вывод, что туманность на самом деле является такой же галактикой, как наша. Позже было обнаружено, что галактики удаляются друг от друга. В 1929 году Хаббл сформулировал закон, названный его именем, согласно которому чем дальше от Солнца находится галактика, тем быстрее она удаляется. Но возник вопрос: если объекты удаляются, значит, когда-то все они находились в одной точке. Астрономы смогли рассчитать предполагаемый возраст Вселенной — 15—17 миллиардов лет. 

Что находится за пределами Вселенной? Дело в том, что у нее нет пределов. Она безгранична в пространстве и времени, у Вселенной нет «края», как нет его у двумерной поверхности надуваемого воздушного шарика или нашей родной планеты. Вселенная не расположена в каком-то пространстве, она содержит это пространство внутри себя.

Большой взрыв

Вселенная образовалась в результате Большого взрыва. Этот внезапный катаклизм образовал то пространство и время, в котором мы сейчас и обитаем. До него Вселенная представляла собой сгусток энергии бесконечно малых размеров и невероятной температуры и плотности. С расширением Вселенной начался отсчет времени и образование пространства. Человеческое мышление не в состоянии постичь, что послужило причиной Большого взрыва — это сложный философский вопрос. Однако ученые смогли построить математическую модель, описывающую этапы жизни Вселенной с момента ее рождения. К первым мгновениям жизни Вселенной применимы законы квантовой физики. На современных ускорителях удалось воспроизвести условия, существовавшие через 10^-12 секунды (одна пикосекунда)  после Большого взрыва. Температура Вселенной, имеющей в тот момент размеры Солнечной системы, составляла 10¹⁶К. В этот момент появились первые частицы и античастицы. Они возникли примерно в равных количествах. Большая их часть взаимоуничтожилась (аннигилировала), и возник остаток вещества, из которого сейчас и состоит Вселенная. Уменьшение температуры вызвало образование новых частиц — электронов, нейтрино, фотонов и кварков.

Да будет свет!

Через 10^-3 (миллисекунда) после Большого взрыва образовались протоны и нейтроны. Температура упала на 10 миллиардов градусов. Через пять минут частицы стали соединяться, образуя первые атомы гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Почти весь гелий, имеющийся сегодня во Вселенной, образовался в первые минуты после Большого взрыва. Через 300 тысяч лет расширявшаяся Вселенная остыла до температуры 3300 ⁰С. Электроны соединялись с протонами, образуя атомы водорода. Первоначальный туман стал рассеиваться, и фотоны получили возможность перемещаться в пространстве. Во Вселенной возник свет.

Доказательства теории

Образовавшиеся гелиевые и водородные облака постепенно охлаждались. Силы гравитации заставляли их все больше конденсироваться, образуя протогалактики. Примерно через миллиард лет после Большого взрыва образовались первые звезды и галактики — мир пришел в то состояние, которое мы наблюдаем сегодня. Теорию Большого взрыва подтверждало то, что Вселенная расширяется. 

Вторым доводом было открытие реликтового фонового излучения, которое возникло во Вселенной, когда ее возраст составлял 300 тысяч лет. В 1964 году американские ученые Арно Пензиас и Роберт Уилсон совершенно случайно обнаружили помехи при работе  антенны для связи со спутниками. Оказалось, что эти помехи создавал космос. Температура фонового излучения лишь ненамного отлична от абсолютного нуля и составляет 3,5⁰К. В 1978 году Пензиас и Уилсон получили за свое открытие Нобелевскую премию вместе с учеными из Принстонского университета, также занимавшимися поиском реликтового излучения. 

«Новорожденная» Вселенная была однородной. Лишь с образованием вещества в ней произошло распределение массы. Возникшая при этом неоднородность повлияла и на фоновое излучение. Для исследования реликтового излучения в 1989 году был запущен спутник «Кобе». Он уточнил среднюю температуру фонового излучения. Она оказалась равной 2,73⁰К с небольшими колебаниями. Третьим доказательством Большого взрыва стало определение состава межзвездной среды. Как и предсказывала теория, на 1 атом гелия приходилось 12 атомов водорода.

Что ждет Вселенную?

Будет ли Вселенная расширяться вечно или этот процесс сменится сжатием, зависит от количества вещества, содержащегося во Вселенной. Если это значение больше определенного, достигнув какого-то предела, пространство начнет сжиматься до состояния, предшествовавшего Большому взрыву. Если меньше — расширится до бесконечности, и через триллионы триллионов лет все физические процессы в ней прекратятся.

Блин Клинтон