Походження Всесвіту є предметом постійних наукових досліджень і запаморочливих дискусій. Переважна теорія Великого вибуху припускає, що Всесвіт виник як сингулярність - точка нескінченної щільності та температури - близько 13,8 мільярдів років тому.
Згідно з цією концепцією, Всесвіт почав швидко розширюватися й остигати, даючи змогу частинкам формуватися в атоми, молекули і, зрештою, в зірки та галактики.
Розширення, що почалося тоді, триває донині і підтверджується безліччю спостережних даних, включно з космічним мікрохвильовим фоновим випромінюванням і великою кількістю легких елементів на всьому протязі Всесвіту.
Однак досі залишається багато невирішених питань про юний космос. Наприклад, що спричинило Великий вибух, що існувало до нього і що підтримує швидке розширення, тобто інфляцію.
Передбачається, що сингулярність являла собою нескінченно гарячу і щільну точку в просторі (якщо можна говорити про простір як такий, утім, як і про саму точку-мінгулярність). Потім сингулярність швидко розширилася в процесі інфляції, аж до появи сучасного всесвіту.
Однак точна причина Великого вибуху невідома. Одна з версій полягає в тому, що матеріальний світ виник завдяки квантовим флуктуаціям у більшому/ранішому всесвіті. Проблема в малому: а що спричинило флуктуації, якщо частинок, а отже, і полів не було?
Інша теорія припускає, що всесвіт створено внаслідок зіткнення двох бран (тип об'єктів у теорії струн) у багатовимірному просторі.
Стан невизначеності
Нині неможливо визначити, чи є в принципі Великий вибух початком всесвіту. Інфляційних теорій так багато, що вони навіть взаємно заперечують будь-яку ймовірність як інфляції, так і сингулярності.
Єдине, що ми знаємо, - закони фізики в тому вигляді, в якому ми їх розуміємо, порушуються в момент Великого вибуху, через що важко зрозуміти або вивчити те, що було до нього.
Утім, не можна виключити, що розширення всесвіту спричинене гіпотетичним полем, званим інфлатоном. Вважається, що інфлатонне поле існувало в той час, коли Всесвіт був неймовірно гарячим і щільним. Саме це поле (фізична природа якого невідома) запустило інфляцію.
Що відбувалося далі - більш-менш зрозуміло. Всесвіт розширювався експоненціально, подвоюючись у розмірах кожну крихітну частку секунди. Таке швидке розширення призвело до того, що він став набагато більшим і набагато одноріднішим, ніж у перші миті свого життя.
Згладилися нерівномірності в розподілі матерії та енергії у всьому Всесвіті, що зрештою призвело до формування великомасштабних структур, про які ми говорили вище.
Концепція мультивсесвіту
Інша ідея - це концепція мультивсесвіту, де наш всесвіт - лише один із багатьох, що існують у ширшій метаструктурі. Деякі теорії припускають, що він міг бути результатом зіткнення кількох всесвітів.
Ідея мультивсесвіту виникає зі спостереження, що наш світ, мабуть, точно налаштований для підтримки біологічного життя. Тому не можна виключати, що наш всесвіт - один із імовірних.
Існує кілька різних типів теорій мультивсесвіту, кожен зі своїм набором фундаментальних частинок і способів організації матерії.
- Перший тип: існує нескінченна кількість паралельних всесвітів, кожен з яких має свій унікальний набір початкових умов.
- Другий тип: усередині більшого мультивсесвіту існує кілька бульбашкових всесвітів. Такі бульбашкові всесвіти можуть мати різні фізичні закони і константи.
- Третій тип: є нескінченна кількість всесвітів, що існують у математичному просторі, "ландшафті". Кожен із цих всесвітів має свій набір фізичних законів і констант.
- Четвертий тип: усі можливі всесвіти існують одночасно в "мультивсесвітному ансамблі", а нам довелося жити в тому, який підтримує життя.
Наразі немає прямих доказів існування мультивсесвіту, оскільки неможливо спостерігати або виявляти матерію, що знаходиться поза світловим діапазоном. Ба більше, матерія, найімовірніше, може бути тільки в межах "світлового конуса", що визначає межі і простору, і часу.
Утім, теорія струн та інфляційна космологія пророкують існування мультивсесвіту. Але докази тому - суто математичні та гранично абстрактні. Вони не мають прямого "фізичного" наповнення.
Крім того, наявність мікрохвильового фонового випромінювання може свідчити як про Великий вибух, так і про наявність мультивсесвіту, точніше кажучи, взаємопов'язаних всесвітів.
І ці спостереження не є загальновизнаними доказами. Вони залишаються предметом жорстких дискусій.
