Виртуальными частицами квантовая теория поля объясняет все фундаментальные взаимодействия между реальными частицами. Одна частица на некоторое время может стать парой других, более тяжёлых виртуальных частиц, которые мгновенно воссоединяются с исходной частицей. Например, в атоме водорода электрон и протон связаны квантами электромагнитного поля (фотонами), и каждый фотон находится непродолжительное время в состоянии виртуальной электрон-позитронной пары.
Виртуальные частицы возникают всегда в паре частица-античастица. Время жизни виртуального состояния определяется соотношением неопределённости энергия-время, которое показывает – чем большей энергией обладает виртуальная частица, тем короче время её жизни. Из принципа неопределённости также следует: чем меньше масштаб исследуемой пространственно-временной области, тем больше энергия виртуальных частиц.
В 1950-х годах Джон Уилер пришёл к выводу, что на планковских масштабах (≈10–35
м, ≈10–44 с и энергии ≈1019 ГэВ) флуктуации вакуума так велики, что классическое непрерывное пространство-время «вскипает» и преобразуется в случайно колеблющееся состояние – пространственно-временную пену. Высокая кривизна пространства в планковском масштабе становится в наблюдаемых масштабах практически невидимой.Современные исследования показывают, что вакуум, пронизанный пространственно-временной пеной, может обладать огромной внутренней энергией[110]
. Если верить некоторым источникам, расчётная оценка энергетического потенциала вакуума, выполненная американскими учёными Ричардом Фейнманом и Джоном Уиллером, показала, что энергии, заключённой в вакууме, имеющем объём обычной электрической лампочки, хватит для того, чтобы вскипятить все океаны на Земле[111].Предположив, что квантовые флуктуации вакуума связаны с геометрией пространства, следует заключить, что вакуум имеет информационную природу, и всё реальное вещество образуется из вакуума по программам генетического Кода Вселенной.
Принимая во внимание, что закон сохранения массы-энергии (по формуле Эйнштейна масса эквивалентна энергии) установлен эмпирически, его действие можно умозрительно расширить и распространить на области пространства-времени, где уже не работают известные физические законы. Подобное расширение возможно только в одном направлении – разрешении перехода энергии в неэнергетические сущности с возможностью их обратного перехода в энергию.
Науке достоверно известна только одна нематериальная сущность – информация. Объединив массу, энергию и информацию, из закона сохранения массы-энергии мы получим закон сохранения энергии-информации. Применив таким образом обобщённый закон сохранения к моменту Большого взрыва, мы избежим рождения Вселенной из ничего.
По-видимому, во время рождения Вселенной в ней полностью отсутствовало реальное вещество. По мере увеличения пространственно-временного интервала вещество всё больше и больше обретало реальность. Это подтверждают исследования учёных, определивших, что на уровне элементарных частиц на долю вещества, из которого состоят физические тела, приходится 9 %. На уровне атомов доля реального вещества увеличивается до 99 %. Полностью статус реальности обретает вещество в макромире. При этом внешний вид предметов, по которому мы воспринимаем их как реальность, формирует не само вещество, а химические связи – взаимодействия между атомами.
В квантовой теории поля всё вещество состоит из фундаментальных объектов – квантовых полей и связанных с ними элементарных частиц. Но нельзя исключить, что структура Вселенной состоит из большего числа уровней, чем предполагает современная физика. И самый глубокий уровень может оказаться информационным.
Профессор Стэнфордского университета А. Д. Линде уверен, что величины меньше планковских существуют, просто их нельзя измерить: «…