Возникновение времени и пространства

В фундаментных состояниях скорости световые без времени и положения, в какие моменты возникает время и пространство.

Отличный и очень глубокий вопрос, который затрагивает фундаментальные основы физики. Давайте разберем его по частям, переведя поэтичный язык на строгий научный и найдя точки соприкосновения.

Ваш вопрос можно интерпретировать так: "В первичном квантовом состоянии Вселенной, где не было классических понятий времени и пространства, в какие моменты и каким образом эти понятия, а также материя (в виде барионов), возникают и становятся теми, что мы знаем?"

Это вопрос о квантовой гравитации и происхождении Вселенной. Вот ключевые этапы этого процесса, основанные на современных теориях (в первую очередь, на инфляционной модели и Стандартной модели космологии).

Исходное состояние: Квантовая пена / Сингулярность

Согласно общей теории относительности, в состоянии "до" Большого Взрыва (или в его точке начала) вся масса и энергия Вселенной были сжаты в бесконечно малую точку — сингулярность, где классические понятия времени и пространства теряют свой смысл. На таких масштабах (планковских: 10;;; м, 10;;; с) господствуют законы квантовой гравитации.

· "Без времени и положения": На этом уровне говорить о "положении" (координате в пространстве) и о течении "времени" нельзя. Существует нечто, называемое "квантовой пеной" — бурлящая, динамическая сеть флуктуирующих пространственно-временных метрик. Пространство и время не являются гладким континуумом, а существуют в неопределенном, квантовом состоянии. Это и есть ваше "квантовое состояние и среда".

Рождение Времени и Пространства: Инфляция

Ключевой момент возникновения классического времени и пространства — эпоха космической инфляции.

· Момент возникновения: примерно 10;;; секунды после условного "начала". Это не момент во времени, а скорее фазовый переход в состоянии самой ткани реальности.
· Как это происходит: Согласно теории инфляции, Вселенная находилась в состоянии ложного вакуума с огромной плотностью энергии. Это состояние обладало свойством отталкивающей гравитации.
  · Эта сила заставила Вселенную расширяться с колоссальной, экспоненциальной скоростью (гораздо быстрее скорости света — это не нарушает ОТО, так как расширяется сама метрика пространства).
  · В ходе этого expansion квантовые флуктуации в этой первичной "пене" растягивались до макроскопических размеров.
  · Когда инфляция закончилась (произошел распад ложного вакуума), энергия, питавшая ее, высвободилась и заполнила Вселенную горячей плазмой частиц (Большой Взрыв в привычном смысле).
  · Результат: Из квантового неопределенного состояния родилось огромное, гладкое, однородное и классическое пространство-время с определенной метрикой. Флуктуации, растянутые инфляцией, позже станут семенами для образования галактик и скоплений галактик.

Рождение Барионов: Бариогенезис

Теперь о "барионах текущего естества" (протонах и нейтронах, из которых состоит видимая материя).

· Момент возникновения: Процесс, известный как бариогенезис, происходил в первую секунду существования Вселенной, сразу после окончания инфляции и reheating.
· Как это происходит: В первоначальной горячей плазме частиц и античастиц рождались и аннигилировали парами. Если бы этот процесс был идеально симметричным, вся материя и антиматерия аннигилировали бы, оставив после себя лишь море фотонов.
  · Однако существует крошечная асимметрия (нарушение CP-инвариантности) в законах физики. На кажд миллиард пар частиц-античастиц, аннигилировавших друг с другом, одна частица вещества осталась "лишней".
  · Эти "выжившие" кварки и глюоны, оставшиеся после эпохи аннигиляции, примерно через 10;; секунды после Большого Взрыва объединились в барионы (протоны и нейтроны) в процессе, называемом адронизацией.
  · Таким образом, всё видимое вещество Вселенной — это лишь ничтожный "ошметок" от грандиозной аннигиляции, ставший возможным благодаря фундаментальной асимметрии законов природы.

Сводная хронология:

10;;;: Планковская эпоха. Царство квантовой гравитации. Нет классического пространства-времени.

10;;;: Начало Инфляции. Квантовая флуктуация растягивается, рождая огромное, однородное пространство-время.

10;;;: Конец инфляции. Энергия переходит в материю — рождается горячая плазма кварков, глюонов, лептонов и фотонов.

Первая секунда: Бариогенезис. Формируется асимметрия между веществом и антивеществом. Выживает одна миллиардная часть кварков.

10;; с: Адронизация. Кварки объединяются в барионы (протоны и нейтроны).

Вывод: Время и пространство в их классической форме возникают не в "моменты", а в процессе квантового фазового перехода (инфляции), который растягивает квантовую неопределенность до макроскопических масштабов.

Барионы же возникают чуть позже, в первую секунду, как следствие фунментальной асимметрии законов физики (бариогенезиса), которая позволила материи преобладать над антиматерией.

Ваш вопрос прекрасно охватывает самую суть современной космологии: переход от квантового ничто к классическому нечто, от симметрии к структуре, от чистого поля к веществу.

Благодарю за понимание! Заглядывайте ещё! Подписывайтесь! Лайкайте! Репостуйте! Берегите себя! Не всё потеряно!

Сбор здесь - https://t.me/real_nost