Книга Бытия. Общая история происхождения - [21]

Сегодня в холодной и состарившейся Вселенной, где мы обитаем, все эти взаимодействия существуют по отдельности, и у каждого из них своя интенсивность и свой радиус действия. Но мы могли проверить в многочисленных экспериментах, что все это сильно меняется в зависимости от плотности энергии. По мере своего роста она, кажется, все более успешно проводит в жизнь принцип равенства и справедливости: сильное становится менее сильным, слабое становится менее слабым. Интенсивность сильного ядерного взаимодействия уменьшается, и то же самое происходит с электромагнитным. Слабое ядерное взаимодействие, напротив, крепчает до такой степени, что становится возможным предсказать, где пересекутся все три кривые, – то значение энергии, при которой они будут действовать как одна единая сила.

При всем этом гравитация остается немного в стороне: она до того слабая, что нам не удается сделать ее колебания соразмерными исследуемым значениям энергии, но тем не менее становится естественным ввести ее в игру.

Мы называем планковской эрой тот первичный период эволюции Вселенной, когда все четыре фундаментальных взаимодействия объединены в одну суперсилу. Она чем-то напоминает мечты о золотом веке, когда существовал священный союз между людьми и богами и они жили вместе, переживая взаимную любовь и ревность.

В этой Вселенной, крошечной и горячей, царят совершенные элегантные симметрии, которые разрушаются одна за другой по мере того, как все в ней охлаждается.

Первый драматический разрыв происходит прямо в планковское время, когда гравитация отваливается от остальных. Вскоре после этого следующий фазовый переход отделяет сильное взаимодействие от электрослабого.

Наша история начинается еще до того, как инфляция приводит к Большому взрыву: в крошечном пузырьке вакуума, заполненном полем суперсилы, мало-помалу фазовые переходы нарушают симметрию, разрывая между собой различные взаимодействия. Возникающая отсюда кристаллизация первичного поля населит наш мир четырьмя различными фундаментальными взаимодействиями, и они враз изменят все.

В отличие от двух первых фазовых переходов мы собрали немало данных относительно следующего за ними и узнали его историю подробно: именно из-за него оказалась нарушенной симметрия, объединявшая слабое взаимодействие с электромагнитным. Мы смогли изучить этот фазовый переход в лабораториях ЦЕРН, благодаря открытию бозона Хиггса, главного участника того, что происходило через 10^–11 секунды после Большого взрыва. Этому и будет посвящена следующая глава.

День 2 Осторожное прикосновение бозона все изменило навсегда

Раскаленная Вселенная, едва вышедшая из инфляционной фазы, уже содержала в себе всю необходимую материю, всю необходимую энергию, но, если бы у нас была возможность заглянуть ей внутрь, мы не увидели бы там ничего знакомого. Мы бы там обнаружили что-то вроде газа мельчайших частиц, совершенно неразличимых между собой: все безмассовые, летающие со скоростью света. Все вместе они казались бы совершенным объектом – однородным и изотропным, равным самому себе в каждой своей точке и под любым углом. Никаких сгущений и разрежений, никаких намеков на неоднородность.

Если бы она не расширялась с неимоверной скоростью, мы могли бы принять ее за идеальное воплощение Парменидова бытия: всегда тождественна себе, симметрична при любом повороте, напрочь лишена изъянов и дефектов. Настоящее царство однородности и совершенства под управлением симметрии, простой и элегантной. Если бы не случилось чего-то неожиданного, что нарушило бы эту казавшуюся непоколебимой гармонию, то из этого совершенного объекта ничего бы и не родилось. Он оставался бы стерильной Вселенной, сгустком энергии, лишенным лунного света, аромата цветов, грустным, безымянным, одиноким.

Мы близки к моменту, когда произошло последнее, вероятно самое важное, превращение, предопределившее ее судьбу.

Покончив с эйфорией инфляции, Вселенная продолжила расширяться, к чему ее принуждала кипевшая внутри энергия. Увеличиваясь в размерах, Вселенная остывала, вступая при этом в реакции, которые основательно меняли ее динамику.

Мы уже приближаемся к стомиллиардной доле секунды после Большого взрыва, и начиная с этого момента происходящее становится значительно более ясным. После того как мы открыли бозон Хиггса и определили его массу, в этой части истории осталось мало секретов.

Новорожденная Вселенная уже впечатляет. Она достигла значительного размера в миллиард километров, и внезапно, когда ее температура упала ниже порогового значения, бозоны Хиггса, которые до этого мгновения свободно перемещались, замерзли и кристаллизовались. При таких температурах, ниже температуры замерзания, они не могли уцелеть и вынуждены были скрываться в комфортабельных усыпальницах вакуума. Потребуется немало терпения для того, чтобы они снова появились. Пройдет 13,8 миллиарда лет, прежде чем где-то на планете Земля кому-то удастся достичь в столкновениях частиц достаточной энергии, чтобы вернуть бозоны Хиггса к жизни, да и то лишь на долю секунды, однако этого времени им хватило, чтобы оставить недвусмысленные следы своего присутствия.