Вселенная, которую мы видим сегодня — гигантская светящаяся паутина из бесчисленных галактик, разбегающихся во все стороны — родилась практически из ничего. Современная космология, у истоков которой стоял Стивен Хокинг, утверждает: всё, что нас окружает, включая атомы в наших ресницах, было выковано в недрах звёзд. Эти бурлящие водородные печи, подобные нашему Солнцу, создали материю небес и земли.

Нашей Вселенной около 14 миллиардов лет, и, по оценкам, она протянет ещё как минимум вдвое дольше. Но самый поразительный факт, на котором настаивают учёные, — это то, что само пространство, время и все галактики материализовались из нулевой точки, из абсолютной пустоты.

Если навести телескоп на далёкие галактики, можно заметить, что все они отливают красноватым. Этот эффект знаком каждому по звуку проезжающей машины: когда автомобиль приближается, шум двигателя нарастает, а когда удаляется — падает. Со светом происходит то же самое: приближающийся объект казался бы нам синеватым, а удаляющийся — красноватым. В космосе этот принцип работает безотказно: красноватый оттенок далёких галактик означает, что они улетают от нас. Вселенная расширяется, как надуваемый воздушный шар, и галактики разносит всё дальше друг от друга.

Если мысленно отмотать время назад, все звёзды и галактики окажутся гораздо ближе. А 13,7 миллиарда лет назад вся Вселенная была сжата в одну точку. В ней и произошёл Большой взрыв — но не в привычном нам смысле. Ни огня, ни грохота: взрыв случился в кромешной тьме, ведь света ещё не существовало. Не было и никакого внешнего космоса — только внутренний мир, возможно, похожий на то, как верующие люди представляют себе ад.

Эта первозданная Вселенная была странным местом без привычных нам пространства и времени. Она напоминала почти прозрачный, невероятно горячий энергетический туман. Затем туман начал расширяться, и за триллионную долю секунды из точки размером меньше атома выросло облако величиной с апельсин, сопровождаемое колоссальной вспышкой излучения.

Вселенная раздувалась, как шарик, с каждой секундой становясь больше и прохладнее. Через сто секунд она уже достигла размеров Солнечной системы. В это же время начала рождаться материя. Часть её состояла из частиц, подобных тем, из которых состоим мы, а часть — из антиматерии. При встрече материя и антиматерия взаимоуничтожаются. Казалось бы, всё должно было исчезнуть, но материи оказалось чуть больше. Из миллиарда первоначальных частиц выживала лишь одна — и именно из этого остатка построена сегодняшняя Вселенная. Можно сказать, что мы состоим из дыма Большого взрыва.

Когда Вселенной исполнилось десять минут, её диаметр составлял несколько тысяч световых лет. Следующие 330 тысяч лет она расширялась и остывала, пока туман наконец не рассеялся и Вселенная не стала видимой.

Зажигание звёзд

А потом началось самое зрелищное: зажглись первые звёзды, и миллиарды галактик закружились в хаотичном танце. Запустила этот механизм гравитация — сила, рождённая в момент Большого взрыва и действующая до сих пор.

В 1982 году Стивен Хокинг предложил модель ранней Вселенной. Сразу после рождения она представляла собой абсолютно однородный газ, но постепенно в нём возникли крошечные неоднородности: где-то газ становился чуть плотнее. Именно в этих сгустках гравитация стягивала вещество, формируя будущие звёзды и галактики.

Поначалу Вселенная состояла почти целиком из водорода — настоящего космического топлива. Если нагреть водород до десяти миллионов градусов, он начинает выделять энергию, заставляющую звёзды сиять. Гравитация сгоняет атомы водорода в кучу, они отталкиваются друг от друга, температура растёт, и при достижении заветной отметки запускается ядерный синтез: атомы водорода сливаются в более тяжёлый гелий, выбрасывая энергию. Так в месте случайного уплотнения газа вспыхнула первая звезда — в тысячу раз крупнее Солнца и тёмно-голубого цвета. Вскоре звёзды начали загораться одна за другой.

Но откуда взялись более сложные элементы, из которых состоит наш мир? Звёзды оказались гигантскими заводами. В их недрах ядерный синтез создаёт кислород, которым мы дышим, углерод — основу живой клетки, железо и другие элементы. Этот процесс идёт, пока в звезде не выгорит водород. Тогда гравитация сдавливает звезду, ядро сжимается и разогревается до температур, в сотни раз превышающих солнечные. Звезда взрывается, вспыхивая в небе ослепительной сверхновой.

Это почти мгновенный процесс: в пике блеска сверхновая сияет ярче целой галактики. За доли секунды через звезду проходит мощнейшая ударная волна, и в этот миг рождаются тяжёлые металлы: золото, платина, свинец. Так что, надевая обручальное кольцо, стоит помнить: материал для него был создан внутри далёких звёзд во время их гравитационного танца смерти.

Французский писатель Анатоль Франс однажды заметил: «Мы не знаем, как поступить с нашей коротенькой жизнью, но...» — и эта недосказанность словно приглашает взглянуть на космос, где масштабы времени и пространства делают человеческие заботы почти неразличимыми. Наша Вселенная удивительно красива: бессчётное множество галактик образует бескрайнюю светящуюся паутину, распространяющуюся во все стороны. Но за этой красотой скрываются процессы, которые до сих пор ставят учёных в тупик.

Рождение галактик и танец смерти звёзд

Через 300 миллионов лет после Большого Взрыва начали формироваться первые звёзды, а затем и галактики. Наш Млечный Путь — один из старожилов: его возраст оценивают примерно в 13 миллиардов лет. Протяжённость Галактики — около 9400 миллиардов километров, и в ней насчитывают порядка 200 миллиардов звёзд. Точное число неизвестно: с Земли все светила не разглядеть. В центре Млечного Пути прячется чёрная дыра — объект, сама идея которого долго казалась фантастикой, пока математические расчёты Стивена Хокинга не придали ей стройности.

Чёрная дыра рождается, когда массивная звезда — скажем, в двадцать раз тяжелее Солнца — исчерпывает топливо. Дальше начинается коллапс: звезда сжимается до невероятной плотности, гравитация берёт верх. Диаметр в миллионы километров схлопывается в шар размером всего 18 километров, но вся масса сохраняется. Температура взлетает до ста миллиардов градусов. Внешние слои срываются взрывом сверхновой, а ядро падает в гравитационный колодец. Так появляется чёрная дыра — область, откуда не вырывается даже свет.

Солнечная система и необъяснимый феномен

Солнечная система расположилась в 26 тысячах световых лет от галактического центра. Около 4,5 миллиарда лет назад она начала собираться из туманности — гигантского облака газа и пыли. Нашему Солнцу повезло с размером: его диаметр — 1 297 500 километров. Благодаря этому светило способно гореть около 8 миллиардов лет — срок, достаточный для запуска сложных эволюционных процессов. И на Земле случилось то, что до сих пор не поддаётся объяснению: возникла жизнь.

Учёные не знают, как и почему это произошло. Возможно, всё решил случай. Атомы объединялись в молекулы, и однажды появилась такая, что могла копировать себя, собирая другие атомы по своему образцу. Эти самовоспроизводящиеся молекулы множились, и за миллиарды лет эволюция породила всё разнообразие форм, которое мы видим сейчас. Ключевым фактором, по-видимому, стало расстояние от Земли до Солнца — ровно такое, чтобы на планете существовала жидкая вода.

Идеальная Вселенная?

Если посмотреть на ночное небо в телескоп, далёкие галактики кажутся слегка красноватыми — словно мы глядим на них сквозь розовые очки. Этот эффект связан с расширением Вселенной, но он же напоминает о хрупкости нашего положения. Стивен Хокинг полагал, что жизнь есть и на других планетах, однако доказательств этому пока нет. Религия предлагает свой ответ: жизнь и человека сотворил Бог. Космологи, и Хокинг в их числе, допускают иное объяснение. Что, если существовали другие вселенные, не столь удачливые? В них мог не пойти синтез тяжёлых элементов из водорода — и жизнь просто не получила бы строительного материала. Или не сложились иные необходимые условия. Возможно, наша Вселенная случайно оказалась идеальной: с подходящей звездой, планетой и набором физических законов. Мы живём в уникальном мире — по крайней мере, пока это самое логичное предположение.

За горизонтом известного

Красноватый оттенок далёких галактик — не просто оптический курьёз. Он говорит о том, что Вселенная расширяется, и свет, идущий к нам миллиарды лет, растягивается в пространстве. Это одно из немногих наблюдаемых подтверждений Большого Взрыва. Но чем дальше мы заглядываем, тем больше вопросов. Почему именно здесь, на окраине рядовой галактики, возник разум, способный задавать эти вопросы? Ответа пока нет — и, возможно, в этой недосказанности и кроется главная интрига космологии. Анатоль Франс, сам того не зная, сформулировал её за нас: мы всё ещё не знаем, как поступить с нашей коротенькой жизнью, но продолжаем вглядываться в бесконечность.