Во вселенной огромное множество галактик, и, судя по тому, что во вселенной нет центра, и в космологии существует положение, согласно которому каждая часть вселенной похожа на часть, в которой живем мы, можно сказать, что вселенная бесконечна и галактик в ней тоже бесконечное множество. Вся видимая вселенная примерно однородна, правда, смотря очень далеко, мы смотрим прошлое, поскольку свет и другие излучения добирались до нашей планеты миллиарды лет. Благодаря тому, что мы знаем, как работает физика на земле, мы можем измерять то, что находится далеко в космосе, например, излучение, которое испускают далекие звезды, можно проанализировать по спектру и сказать, какие вещества в каком соотношении содержатся в этой звезде. С помощью гравитационного линзирования можно определять массу скоплений галактик, а по реликтовому излучению, которое дошло до нас сейчас, начав свой путь только тогда, когда вселенная только начала излучать, можно изучать раннюю вселенную.
Так вот, исходя из анализа красного смещения галактик, реликтового излучения, теории относительности и вообще многим наблюдениям за космосом, мы приходим к выводу, что вселенная расширяется. Причем, она расширяется не как один большой шарик, а как бесконечное пространство. Это пространство не имеет центра, и оно примерно одинаково в разных частях. Наша галактика ничем принципиально не отличается от любой другой, там такие же законы физики, то же пространство и там всё состоит из того же вещества. Если вселенная расширяется, то это значит, что скорее всего, она раньше находилась в состоянии сильного сжатия. Теория относительности, эксперименты по ее проверке, ядерный распад и многие другие вещи говорят о том, что вся материя имеет одну и ту же природу и берет начало в энергии. По всей видимости, вселенная изначально имела невероятно огромную энергию, температуру и плотность. Представь себе бесконечное пространство, которое полностью заполнено сжатой энергией при невероятно большой температуре. И вдруг это пространство начало расширяться, а плотность энергии в нем начала падать. Сейчас начнется, конечно, кукареканье о том, что это какой-то бред, но множество фактов указывают на то, что «большой взрыв» был. Почему это произошло – это вопрос совершенно другого уровня, совершенно другого понимания и совершенно другого качества мышления. А пока возможные варианты причин возникновения вселенной требуют исключительных знаний математического аппарата и самого полного понимания законов природы, так что обсуждать этот вопрос обывателям типа нас пока рановато.
Так вот. Вселенная расширяется, плотность энергии падает, и эта энергия начинает как-бы разделяться на различные частицы: фермионы и бозоны. Одни являются обычной материей, другие – переносчиками взаимодействий (квантами полей). Чем ниже температура, тем больше разных частиц могут существовать. Одни частицы менее стабильные, другие живут дольше. Еще у каждой частицы есть античастица. При взаимодействии частиц и античастиц они аннигилируют, т.е. уничтожаются обе, испуская фотоны. В принципе все частицы должны были взамоуничтожиться, но этого не произошло по следующей причине. Частицы и античастицы имеют немного несимметричные свойства, поэтому все античастицы проаннигилировали к большинством частиц сразу и сейчас они не наблюдаются. Осталась миллиардная часть материи, которая продолжила изменяться. Спустя какое-то время после начала расширения появляются протоны и нейтроны и вселенная, все еще достаточно горячая и плотная, заставляет их сталкиваться и сильно взаимодействовать, образуя атомы водорода и атомы гелия (сильное взаимодействие – одна из фундаментальных сил в природе наряду с гравитацией, электромагнитной силой и слабыми взаимодействиями). Это продолжается недолго и атомы перестают появляться. <1/3>