Около 13,8 миллиардов лет назад Большой Взрыв породил нашу Вселенную, которая материализовалась из чистой энергии посредством череды конденсаций в процессе охлаждения. Первыми "конденсировались" элементарные частицы: фотоны, электроны, кварки и глюоны. Затем кварки сошлись в нейтроны и протоны. Они собрались в атомные ядра, обзавелись электронами, став химическими элементами. Гравитация собрала водород и гелий в звёзды, в ядрах которых стали синтезироваться более тяжёлые элементы. Из них, из космической пыли, возникло всё остальное: планеты, живые существа, галактики и чёрные дыры.
В космологическом смысле каждый объект образован из частиц более высокой плотности по мере охлаждения Вселенной вокруг. Доктор Лайнуотер вместе с коллегой Пателем решили разместить все существующие объекты на диаграмме плотности. Всё, что имеет размер и массу. Вот, что получилось:
Верхний и нижний углы слева содержат комбинации за пределами возможного: предел плотности (сильнее, чем в чёрной дыре, гравитация сжать не может) и предел Комптона (ниже него говорить о размерах и массах объектов не имеет смысла).
Вдоль гравитационного предела расположены самые плотные объекты: чёрные дыры, начиная с самых небольших, оставшихся после Большого Взрыва, через сверхмассивных вроде Стрельца А*, и заканчивая всей нашей Вселенной (масса в рамках радиуса Хаббла): там, где линия предела касается настоящего момента. В каком-то смысле, можно сказать, что Вселенная - чёрная дыра...
На пределе Комптона лежат фундаментальные частицы: кварки, протоны, фотоны, нейтрино и им подобные. Чем массивнее частица, тем меньше у неё длина волны. Согласно принципу неопределённости, чем точнее мы знаем положение объекта, тем меньше мы знаем его энергию, а значит, и массу. Потому-то мы не можем уйти за предел Комптона налево.
Все существующие объекты со сравнимой плотностью выстраиваются вдоль растущей линии, начиная с атомов, и заканчивая всем, что из них состоит: вирусов, блох, людей, китов, планет и звёзд. Мы знаем об этих объектах больше всего, потому эта линия - самая населённая на диаграмме. Нейтронные звёзды состоят уже не из атомов, потому они расположены слева, недалеко от чёрных дыр. А галактики и их скопления уходят вправо: слишком много в них пустоты, и плотность их меньше.
Оба предела пересекаются слева в точке, которую авторы диаграммы называют инстантоном, который достаточно плотен, чтобы его смогла сжать гравитация, и достаточно мал, чтобы быть квантовой частицей. Доктор Лайнуотер предполагает, что инстантон мог бы быть точкой происхождения Вселенной.
На диаграмме не отображена тёмная материя: мы о ней просто ничего не знаем. Мы знаем лишь, что галактики построены частично из неё. Так, что, возможно, её фундаментальные частицы лежат недалеко от пересечения линии их плотности, пределом Комптона.
Пустым остался треугольник с вершиной в инстантоне, слева от бозона Хиггса. Нам неизвестны физические законы, которые бы обусловили наличие объектов в этой области. Но, быть может, пока лишь не известны. В науке всё возможно.
