При таких значениях пространственных и временных масштабов мы имеем дело с самыми глубокими уровнями материи и обязаны пользоваться представлениями квантовой физики или (в применении к структуре мироздания) представлениями квантовой космологии. Сразу подчеркнем, что квантовая космология еще находится в зачаточном состоянии и допускает значительный произвол в трактовке различных процессов и явлений.
Отцом квантовой космологии можно считать бельгийского астронома и математика Жоржа Леметра. Здесь уместно напомнить, что он был, кроме того, католическим аббатом и пользовался большим авторитетом у Папской Академии. Как видим, духовное звание, точнее, духовная деятельность отнюдь не препятствует получению положительных знаний, но, может быть, напротив, способствует более глубокому проникновению в суть вещей. О соответствующих каналах такого проникновения мы поговорим несколько позднее. Здесь же вспомним других мыслителей, совмещавших духовную деятельность с научной. Итальянский философ, поэт и католический монах Джордано Бруно отстаивал идею одушевленности материи и единства Вселенной. Знаменитый английский физик и математик Исаак Ньютон был и выдающимся теологом. В частности, он написал комментарии к «Откровению Иоанна Богослова». Наш соотечественник П.А.Флоренский, получивший университетское образование по физике и математике и использовавший эти знания в практической инженерной деятельности, был также и православным священником.
Ж.Леметр в 30-х годах ХХ столетия высказал идею о рождении Вселенной как квантовом событии, произошедшем в результате взрыва первоатома, разлетевшегося на множество мелких частиц. Квантовая космология утверждает, что сначала некоторым образом возникли пространство и время. Причем и пространство и время, а также гравитационное поле и другие поля были дискретными, квантованными. Эти представления восходят к временам св. Августина (IV в.), который утверждал, что время – это свойство Вселенной, которое появилось вместе с ней самой. Поскольку вплоть до ХХ в. никакого научного объяснения такого феномена не существовало, Георгий Гамов предложил называть состояние Вселенной «до» и «в момент» Большого Взрыва Августинской эпохой. Такое состояние часто называют нулевой точкой, гравитационной или космологической сингулярностью.
Развитая впоследствии теория инфляции [1] подразумевала экспоненциальное расширение вакуумноподобной Вселенной на самой ранней стадии Большого Взрыва – 10>–35 секунд после условного начала расширения. Эта стадия характеризовалась температурой выше 10>28 oК. Инфляционная стадия сменилась расширением образовавшегося вещества. Напомним, что идею о первоначально пустой, без вещества и излучения, Вселенной еще в 1917 г. высказал голландский астроном Виллем де Ситтер.
Вспомним еще одного мыслителя и духовного деятеля кардинала Николая Кузанского, который около 1440 г. сформулировал космологический принцип [2], которым предвосхитил современное представление о Метагалактике:
Вселенная – это шар, центр которого находится везде, а граница нигде.
Наибольшее проникновение в глубь материи на современном этапе дошло до представлений о кварках как первичных структурах, из которых состоят элементарные частицы и которые осуществляют обмен с помощью особых носителей – глюонов. Поэтому нужно предполагать, что на одном из начальных этапов развития Вселенной образовалась кварк-глюонная плазма, а уже из нее в первые три минуты жизни Вселенной сформировались первые самые легкие атомные ядра – водорода H, дейтерия D, трития T, гелия He, лития Li (рис. 1). Затем приблизительно через 300 тысяч лет наступила эпоха рекомбинации, когда излучение смогло свободно распространяться, не взаимодействуя с веществом, возникли атомы, а затем звёзды и галактики. Внутри звезд протекали термоядерные реакции, в результате которых рождались более тяжелые ядра – углерода, кислорода, азота, железа, кобальта, никеля.