По истечении 10 секунд после Большого взрыва темпера­тура вещества уменьшилась до нескольких миллиардов граду­сов. Поэтому изменилось соотношение между количеством час­тиц с разной массой. При более высокой температуре, то есть до этого момента времени, электроны и позитроны рождались при столкновениях энергичных частиц. Сейчас же это стало не­возможным из-за нехватки энергии взаимодействующих час­тиц. Поэтому электронов и позитронов становится меньше — они аннигилируют и рождают фотоны. А новые электроны и позитроны не возникают. Поэтому момент в 10 секунд (как и момент в 0,3 секунды) является критическим.

Ученые считают, что свойства Вселенной, в частности ее химический состав, определяются теми событиями, которые происходили в первые пять минут после Большого взрыва. В эти минуты происходили определяющие дальнейшую эволю­цию Вселенной процессы ядерных превращений.

Если температура выше 10 миллиардов градусов, то час­тицы вещества не могут быть нейтральными (атомами или мо­лекулами). В этих условиях даже сложные атомные ядра не могут существовать. Причиной тому большая скорость движе­ния частиц (чем выше температура, тем с большей скоростью частицы движутся). При большой плотности частиц и большой скорости их движения происходят непрерывные их столкнове­ния друг с другом, в результате которых они разрушаются, рас­падаются на части. По этой причине сложные частицы в этих условиях существовать не могут. Поэтому вещества в таких ус­ловиях состоят из самых простых ядер — ядер водорода, т.е. протонов. Имеются также нейтроны. Кроме протонов и ней­тронов разлетающееся после Большого взрыва вещество содер­жало энергичные электроны, позитроны, нейтрино и антиней­трино. Если температура вещества очень высокая (более ста миллиардов градусов), то протоны под действием высокоэнер­гичных частиц превращаются в нейтроны, а нейтроны, в свою очередь, превращаются в протоны. Поэтому в этих условиях протонов и нейтронов имеется примерно равное количество. Но если температура понижается, этот баланс нарушается, по­скольку образование протонов более выгодно энергетически, так как масса протона меньше массы нейтрона. Поскольку при дефиците энергии ее надо расходовать экономнее, то более ве­роятно образование протонов. Однако уменьшение числа ней­тронов относительно числа протонов останавливается тогда, когда прекращается реакция превращения нейтронов в прото­ны. Это наступает при определенном понижении температуры, которое достигается уже после первых секунд расширения. Да­лее соотношение между количеством нейтронов и протонов ос­тается неизменным: нейтроны составляют примерно 15 процен­тов от количества протонов (а точнее, от всех тяжелых частиц). В это время атомных ядер более сложных, чем ядро водоро­да — протон, еще нет. Они "были бы рады" образоваться, но их моментально разбивают энергичные частицы. Чем выше тем­пература, тем больше энергия, а значит и возможности этих частиц. Когда же температура уменьшится до одного милли­арда градусов, эти частицы уже не способны помешать обра­зованию атомных ядер. Протоны получают возможность со­единяться с нейтронами. Ведь ядра всех химических элементов состоят из протонов и нейтронов. Так образуются ядра дейте­рия (один протон и один нейтрон), ядра трития (один протон и два нейтрона), ядра гелия (два протона и два нейтрона). Обра­зуется также некоторое количество ядер более тяжелых элемен­тов (лития и изотопов дейтерия и гелия-3).

В продолжение пяти минут после Большого взрыва ядра более тяжелых элементов не образуются. В принципе возмож­но образование сложных ядер с атомными массами 8 и 5 при столкновении ядер гелия-4 с себе подобным или же с нейтрона­ми и протонами. Но эти ядра являются неустойчивыми. Поэ­тому ядер более тяжелых элементов, чем литий, в этот период эволюции не образуется.

По истечении пяти минут синтез элементов прекращает­ся, поскольку температура падает ниже миллиарда градусов. При этом энергии частиц уже недостаточно для того, чтобы вызвать такой синтез. Элементы тяжелее лития образуются уже в звездах. Таким образом, с прекращением ядерных реакций соотношение между числом нейтронов и протонов остается по­стоянным (15 процентов нейтронов и 95 процентов протонов). Но в ядрах гелия на каждый нейтрон приходится один протон. Поэтому ядер гелия имеется 30 процентов, а ядер водорода (то есть протонов) 70 процентов. Такое соотношение установилось к концу пятиминутного периода после Большого взрыва. Даже в наше время гелия во Вселенной действительно имеется при­мерно 30 процентов. "Примерно" потому, что небольшое его количество образуется в звездах. Водорода в наше время уже не 70 процентов, поскольку произошел синтез в звездах (зна­чительно позже).

Мы говорили о том, что фотоны (свет) находились в пле­ну у вещества (частиц) некоторое время после Большого взры­ва. Так вот, этот плен света продолжался примерно 300 тысяч лет. Далее события развивались следующим образом. Когда температура вещества понижается до четырех тысяч градусов, наступает очередной скачок в характере процессов: начинают образовываться нейтральные атомы. Значит, плазма переста­ет быть полностью ионизованной, число нейтральных атомов увеличивается. Они образуются в результате обрастания имею­щихся в плазме ядер водорода и гелия электронами. Так появ­ляются в расширяющемся веществе водород и гелий. По мере того, как плазма стала превращаться в нейтральный газ, она становилась прозрачной для фотонов. Стало возможным от­деление света от плазмы. Это был тот момент, который толко­ватели Библии связывают со словами: "И отделил Бог свет от тьмы" (Быт. 1,4).

Таким образом, спустя триста тысяч лет после Большого взрыва фотоны вырвались из столь длительного плена и устре­мились в самые удаленные уголки Вселенной. Эти качествен­ные изменения имели далеко идущие последствия. Главное из них, видимо, в том, что однородная до этого момента плазма превращается теперь в нейтральный газ и получает возмож­ность собираться в комки. Только благодаря этому стало воз­можным образование отдельных небесных тел (звезд, планет и т.д.). Почему это не могло происходить в плазме? Потому, что образованный комок плазмы запирал внутри себя и фотоны, которые оказывали изнутри огромное давление и разбивали комок. Значит, комок не мог расти дальше, он разрушался. Поэ­тому плазма и оставалась однородной, а точнее, поддержива­лась давлением фотонов. Но, когда фотоны, как пар из лоп­нувшего шара, были выпущены из плена, ничто больше не пре­пятствовало нейтральному веществу собираться в комки.

Если вещество равномерно распределено в пределах шара, то под действием сил притяжения все вещество с течением вре­мени соберется в центре шара. Если это вещество равномерно распределено в бесконечном пространстве, то под действием сил притяжения основная часть вещества соберется в комки. Этот процесс называется гравитационной неустойчивостью.

Если бы это произошло с самого начала после Большого взрыва, когда расширяющееся вещество имело огромную плот­ность, то и образовавшиеся при этом комки имели бы очень большую плотность. Но такой большой плотности вещества нигде во Вселенной не наблюдается. Поэтому можно заклю­чить, что собирание вещества в комки происходило позднее, как это описано выше.

Эволюция Вселенной была направленной, а не случайной. В этом в настоящее время мало кто сомневается. Но столь же направленным и отнюдь не случайным было возникнове­ние и развитие жизни во Вселенной. Прежде чем остановиться на этом принципиальном вопросе, очень кратко изложим, как совре­менная наука понимает возникновение и развитие жизни.

Хронология этого процесса выглядит так.

Не вызывает сомнения, что жизнь, а конкретнее, возникновение и организация живого вещества, должна быть связана с теми кирпичиками, из которых она строит­ся, то есть со свойствами атомов. Среди них главное место занимает углерод. Углерод по­явился во Вселенной только на определен­ном этапе ее развития. Рождение углерода происходило в ядерных реакциях, когда из простых ядер в результате синтеза образо­вывались более сложные. Так образовались водород, углерод, азот, кислород. Когда же соотношение между количеством каждого из этих химических элементов достигло опре­деленной величины, создались благоприят­ные физико-химические условия для образо­вания сложных органических соединений, из которых впоследствии и возникло живое ве­щество, жизнь. Органические соединения возникли при охлаждении первичной газо­вой туманности. Если речь идет о нашей планетной системе, то имеется в виду газовая туманность, которая гипотетически связана с ранним Солнцем. При этом органи­ческие соединения должны были появиться на последних ста­диях остывания. Это подтверждается фактическим материалом: в образовавшихся впоследствии космических породах — ме­теоритах и углистых хондритах обнаруживаются органические соединения.