…На первую часть вопроса Теория Большого Взрыва даёт ответ очевидный. Материя не «появлялась». Появиться откуда-то, появиться неким способом может лишь то, чего когда-то не было. По определению. Материя же, как и сама вселенная, была всегда. То есть, ровно те же 13.7 миллиардов лет, что и само время. И тут единственный сложный для восприятия момент: не вселенная существует во времени, а время во вселенной.
С тем, как материя появилась, — сложнее. Ибо наличествовал в истории вселенной момент, когда она, вообще-то, уже была. Но только потенциально. То есть, не проявляя себя никак. Для элементарных частиц это совершенно нормально. А материя состоит из частиц.
Дело в принципе неопределённости, согласно которому, в нулевом объёме пространства должна заключаться бесконечная масса частиц. Разъясняется парадоксальное поведение частиц длинно, — для этого требуется отдельная статья. В данном же случае важно, что масса Метагалактики (наблюдаемой части вселенной), как раз, конечна и составляет 10^62 кг. Поэтому, не мог быть бесконечно малым и объём, в котором эта материя заключалась.
История мира отсчитывается от «планковской эпохи», длившейся первые 10^−43 секунды после Большого Взрыва. Формальный размер Метагалактики в этот момент составлял 10^-35 м, и при этом вещество при плотности 10^97 кг/м³, было раскалено 10^32 К. Но плотность и тем более температура (мера средней кинетической энергии молекул) — в планковскую эпоху являлись абстракциями. Потенциальные частицы не оказывают давления и не образуют молекул.
Давление и температура появились позже, уже в постпланковскую эру. Через 10^−35 секунд после Большого Взрыва из кипящего вакуума хлынули фундаментальные частицы: электроны, нейтрино, кварки, глюоны, фотоны. Причиной перехода материи в реальную форму стало расширение пространства. Ведь согласно принципу неопределённости, чем больше объём, тем меньшая масса может скрываться в нём в потенциальном состоянии.
Реальные же частицы отличаются от потенциальных способностью к взаимодействию, а значит, к образованию структур. Адронная эпоха, когда появилось соединившись гюонным «клеем» из кварков «тяжёлое» вещество — протоны и нейтроны, – началась через 10^−6 секунд. Спустя ещё три минуты температура снизилась настолько, что возможным стал синтез ядер. В этот момент возникли первые, после водорода, химические элементы: гелий, литий и бор. Но рекомбинация – захват ядрами электронов и образование атомов водорода и гелия – произошла лишь через 380 тысяч лет. Молодую вселенную заполнил сияющий, раскалённый газ.
Эпоха рекомбинации – самая древняя из доступных непосредственному наблюдению. Жар первозданного водорода мы ныне видим, как реликтовое излучение, приходящее с границ Метагалактики. До этого, ещё с кварк-глюонного периода, свет существовал. Но вселенная не была прозрачна для излучения, точно так же, как темны, на самом деле, недра звёзд.
Одновременно со светом проявилась и гравитация, ранее вынужденно бездействовавшая. Ведь распределение материи в пространстве было равномерным, и силы притяжения в каждой точке взаимоуничтожались. Теперь же равновесие стало неустойчивым. Вызванное случайной флуктуацией уплотнение вещества начинало нарастать, как снежный ком.
Будет ли облако космического газа рассеяно внутренним давлением, или же оно начнёт сжиматься под действием гравитации, зависит от соотношения температуры и массы вещества. В эпоху рекомбинации водород всё ещё был очень горяч, и сплошное поле протоматерии, закручиваясь, начало распадаться на колоссальные «блины». Намного позже это деление, наблюдаемое ныне по незначительным флуктуациям температуры реликтового излучения, привело к формированию современной – «ячеистой» – структуры вселенной, при которой пересекающиеся плоскости сверхскоплений галактик разделены пустотами – войдами.
