Приблизно 10-20 мільярдів років тому не було жодних ознак існування Всесвіту - ні в просторі, ні в часі. Принаймні, в тому вигляді, в якому він існує зараз.
"Спочатку стався Великий вибух. Не вибух, подібний до тих, що знайомі на Землі, що починається з певного центру і захоплює все більше і більше навколишнього повітря, а одночасний вибух усюди, заповнивши весь простір від самого початку, з кожною часткою матерії, що мчить окремо від кожної іншої частинки", - пояснює астрофізик Віктор Тот з Університету Торонто.
Звідси разючий сумнів, який має стати підставою для вказівки на те, що замість Ніщо є щось, матерія народжена з нічого.
Простіше кажучи, ідею "Всесвіту з Ніщо" можна пояснити тільки у світлі квантової теорії та електродинаміки, створеної Юліаном Швінгером, Фріцем Заутером, Гансом Ейлером і Вернером Гейзенбергом.
За іронією долі, пояснити кореляційний зв'язок між найменшою і найбільшою сутністю, відомою нам дотепер, стає тільки складніше.
У деяких теоріях покладалися надії на те, що зіткнення двох частинок у пустому просторі може призвести до появи та створення додаткових частинок (наприклад, розрив мезона, який забирає кварк від антикварка, також дасть новий набір пар частка-античастинка), або сильного потенціального електромагнітного поля може бути достатньо, щоб сформувати матерію, а також антиматерію з абсолютного Ніщо, але виявилося, що їхня реалізація неможлива.
Дві основні проблеми: матерія й антиматерія анігілюють і поглинають одна одну зі сплесками енергії.
А експерименти такого масштабу вимагають максимально можливих енергій частинок, досяжних тільки в екстремальних астрофізичних середовищах або експериментах із частинками високих енергій.
Антиматерія відрізняється від звичайної матерії тим, що має прямо протилежний електричний заряд.
Наприклад, антиматерією електрона (що має негативний заряд) є частинка позитрон, з тією ж масою, але з позитивним зарядом.
Нейтрони, які не мають електричного заряду, в кінцевому підсумку є антиматерією самих себе.
Вважається, що будь-яку силу можна уявити у вигляді поля і заряду частинки, яка відчуває цю силу. Простіше кажучи, що сильніше поле, то більша його сила і то більша "енергія поля", що існує в даному просторі.
Тому, якщо квантові поля присутні практично скрізь, то невизначена кількість енергії також буде присутня протягом цього періоду часу.
Силові поля допомагають частинкам-античастинкам не стикатися одна з одною і не призводити до їхньої повторної анігіляції. Вони діють як справжні частинки і, отже, запозичують деяку енергію у поля, щоб зберегти загальну енергію системи.
За словами Віктора Тота, тільки зараз вищі уми, які працюють над цим, змогли знайти спосіб довести теорію, в яку вони одностайно вірили останні 70 років.
Лише 2022 року група дослідників створила у своїй лабораторії досить сильні електричні поля, щоб грати з частинками графена, синтезуючи пари "частинка-античастинка" без будь-якого джерела.
Чому графен? Він поводиться як двовимірна структура. Через зменшене число вимірів квантові частинки мають більший ступінь свободи.
Дослідник пояснює:
"Хоча реакція дуже схожа на ту, що зазвичай спостерігається в надпровідниках, ми незабаром виявили, що загадкова поведінка - це не надпровідність, а скоріше щось із царини астрофізики та фізики частинок. Цікаво спостерігати такі паралелі між далекими дисциплінами".
Як не дивно, наукові дослідження постійно допомагають знайти відповіді на загадку, яка в минулому людства перебувала під юрисдикцією релігії.
