Согласно нашим текущим представлениям, стабильной материи, состоящей из атомов и молекул, не существовало в самом начале Вселенной. Первые атомы образовались из более простых частиц, когда температура Вселенной упала. Протоны и нейтроны, составляющие ядра атомов, возникли вскоре после Большого Взрыва. Таким образом, на самом начальном этапе не было привычной стабильной материи.
Изначально физический мир состоял из разнообразных элементарных частиц, включая кварки, которые составляют протоны и нейтроны. Материя и антиматерия существовали в равных количествах, но при встрече они аннигилировали друг друга, что означает, что частицы постоянно возникали и исчезали.
Но как можно объяснить происхождение этих частиц? Согласно квантовой теории, даже пустое пространство-время наполнено колебаниями энергии, которые могут породить временные частицы. Таким образом, кажется, что что-то может возникнуть из «ничего». Однако возможно, что квантовый вакуум не совсем пуст и имеет некоторую физическую природу.
Чтобы окончательно понять, как что-то может возникнуть из «ничего», ученые предлагают различные модели Вселенной, такие как мультивселенная и циклические модели. Например, конформная циклическая космология предполагает, что Вселенная переходит из горячего и плотного состояния в холодное и расширенное, и эти состояния становятся математически идентичными в пределах модели. Таким образом, циклический процесс может создавать материю из отсутствия ее.
Таким образом, возможно, что Большой Взрыв произошел практически из «ничего», и хотя это может показаться парадоксальным, эта «ничто» все равно представляет собой особую физическую реальность. Она может быть пустой, но остается частью нашей Вселенной.
Тем не менее, вопрос о происхождении самой физической реальности остается открытым. Как возникла цикличность в самой Вселенной? Это может быть связано с бесконечными повторяющимися циклами, где каждая Вселенная объясняется предыдущей, или с единственным циклом, где начало и конец связаны особой особенностью. Таким образом, вопросы о происхождении Вселенной остаются одним из самых сложных и увлекательных исследовательских направлений в современной астрофизике.