В поисках тайны рождения Вселенной учёные воспроизвели её историю и основные объекты на одной диаграмме

Исследователи из Австралийского национального университета (ANU) создали диаграмму с наиболее полным представлением об истории Вселенной и всех её значимых объектах от квантового мира до чёрных дыр и реликтового излучения. По словам учёных, они хотели наглядно представить устройство нашего мира и найти разгадку его зарождения.

«Когда 13,8 млрд. лет назад Вселенная зародилась в результате горячего большого взрыва, в ней не было таких объектов, как протоны, атомы, люди, планеты, звёзды или галактики. Теперь же Вселенная полна таких объектов, — сказал ведущий автор исследования, почетный доцент Чарли Лайнуивер (Charley Lineweaver) из ANU. — Относительно простой ответ на вопрос, откуда они взялись, заключается в том, что при охлаждении Вселенной все эти объекты сконденсировались из горячего фона».

Для наглядности процесса образования всего нынешнего разнообразия объектов во Вселенной учёные построили и совместили затем два графика: первый показывал температуру и плотность Вселенной по мере её расширения и охлаждения, а второй график показывал массу и размер всех объектов во Вселенной. В результате получилась самая полная из когда-либо созданных диаграмм всех объектов во Вселенной. Результаты исследования опубликованы в последнем номере журнала American Journal of Physics и свободно доступны по ссылке.

Представленная диаграмма имеет ряд запрещённых зон. Так, объекты не могут быть плотнее чёрных дыр или оказаться настолько маленькими, чтобы в силу начали вступать законы (неопределённость) квантового мира.

На графике на стыке квантовой механики и общей теории относительности размещён наименьший возможный объект во Вселенной — инстантон или чёрная дыра планковской массы. Ниже этой точки по обоим графикам — это тайна и неопределённость. Учёные сделали предположение, что наша Вселенная могла начаться с инстантона, который имеет определенный размер и массу, а не с сингулярности, которая является гипотетической точкой с бесконечной плотностью и температурой, как считают сегодня большинство учёных.

Сама по себе диаграмма любопытна даже для неспециалистов. Благодаря логарифмическим шкалам на ней уживаются элементарные, частицы с бозоном Хиггса, вирус COVID, человек, кит, Млечный Путь, сверхмассивные чёрные дыры и другие предметы из нашей Вселенной наблюдаемые или гипотетические. Хороший комплексный взгляд на наш мир от микро до макро объектов.