Цитата, которая задаёт тон

«Называть деспота деспотом всегда было опасно. А в наши дни…» — эта фраза Акутагавы Рюноскэ, японского мастера короткой прозы, всплывает в памяти, когда пытаешься говорить о вещах, выходящих за рамки привычного. О Вселенной, например. Ведь что может быть более властным и неподвластным критике, чем сам космический порядок? Мы привыкли думать о нём как о чём-то незыблемом, но физики всё чаще задают вопросы, которые ещё недавно сочли бы крамолой. Откуда взялась энергия Большого взрыва? Исчезнет ли мир навсегда или возродится в ином обличье? И главное — бессмертна ли наша Вселенная?

Рождение из ничего

Около 14 миллиардов лет назад — данные разных исследователей колеблются в диапазоне от 13,7 до 14,1 миллиарда лет — произошло событие, которое мы называем Большим взрывом. Оно породило видимую материю, пространство и само время. Согласно текущей астрофизической парадигме, взорвался микроскопический пузырёк первичной квантовой пены, в нулевой момент обладавший бесконечно большим запасом энергии. Но откуда взялась эта колоссальная энергия, пошедшая на образование всего вещества и излучения во Вселенной? Ведь, казалось бы, энергию нельзя ни создать, ни уничтожить. Появление первичной энергии сродни волшебству. И, наверное, квантовая физика — та самая наука, в рамках которой и имеет смысл говорить о событии, случившемся безо всякой видимой причины.

Кстати, мы уже рассказывали о том, как именно разворачивались первые мгновения творения: «Мы — дым Большого взрыва: как возникла Вселенная». Там, в частности, шла речь о том, что из миллиарда частиц материи выжила лишь одна — та самая, что стала всем, что мы видим. Но сегодня нас интересует не столько начало, сколько финал. И тут американские физики предлагают заглянуть в далёкое будущее.

Четыре эры мироздания

Профессор Калифорнийского университета Грегори Лафлин и его коллега Фред Адамс из Университета Мичигана считают, что у нашей Вселенной четыре эры существования. Первая — звёздная эра — уже длится около 14 миллиардов лет. Изначально материя была почти однородной, но под действием гравитации свободный водород начал концентрироваться в газопылевые облака, давшие начало звёздам. Те зажглись, засияли, и мы до сих пор живём в этом великолепном фейерверке.

Однако запасы водорода не бесконечны. По расчётам Адамса и Лафлина, через 10^15 (десять в пятнадцатой степени) лет свободный водород во Вселенной будет исчерпан. Тогда прекратится термоядерный синтез в недрах существующих звёзд. Лёгкие светила вроде нашего Солнца превратятся в остывающих белых карликов, более крупные — в нейтронные звёзды, а гигантов ждёт участь стать чёрными дырами. Напомним: чёрная дыра — это область, где гравитационное поле настолько сильно, что даже свет не может её покинуть, и где нет ни привычного времени, ни привычного пространства.

Эра вырождения и тирания чёрных дыр

Именно тогда, когда погаснут последние звёзды, начнётся вторая эра — эра вырождения. Вещество нейтронных звёзд, белых карликов и всякой околозвёздной мелюзги вроде планет и астероидов либо станет источником фотонного излучения, либо будет втянуто в чёрные дыры. Эта эпоха окажется невероятно долгой: она стартует через 10^15 лет после Большого взрыва, а завершится лишь через 10^37 лет.

После этого во Вселенной останутся только чёрные дыры. Но и они не вечны. Согласно теории, чёрные дыры постепенно испаряются, излучая энергию, и в конце концов исчезают во взрывах. Эра чёрных дыр закончится, когда возраст Вселенной достигнет 10^100 лет. В космическом пространстве сохранится лишь реликтовое фотонное излучение — слабый отголосок былого величия. И тогда наступит тёмная эра, длительность которой ничем не ограничена. Вечная ночь, холод и пустота.

Бессмертие по другим сценариям

Впрочем, сценарий Адамса и Лафлина — не единственный. Существует, например, гипотеза пульсирующей Вселенной: циклы расширения и сжатия длительностью в триллионы лет. В такой модели мир не умирает окончательно, а возрождается вновь и вновь. Интересно, что большинство физических моделей так или иначе предусматривает бессмертие Вселенной. Правда, с важной оговоркой: вновь созданный мир, скорее всего, будет миром с совершенно другими физическими законами. Пространственно-временное измерение в нём окажется не привычным четырёхмерным, а каким-то иным.

Мы уже касались этой темы, когда рассказывали о смелой гипотезе физиков из Университета Буффало: «Вселенная родилась одномерной и дорастёт до четвёртого измерения». Тогда речь шла о том, что сразу после Большого взрыва пространство могло быть одномерным, и лишь со временем обрело привычную нам трёхмерность. А что, если в следующем цикле измерений станет больше? Или меньше? Мы не знаем. Но сама возможность того, что наша Вселенная — лишь одна из бесчисленных итераций, заставляет иначе взглянуть на фразу Акутагавы. Называть деспота деспотом опасно, но ещё опаснее — молчать о том, что привычный нам мир, возможно, вовсе не уникален и не вечен в своём нынешнем виде.

За гранью известного

Пока же мы можем лишь строить модели и проверять их с помощью наблюдений. Например, проект Sloan III, о котором мы писали в материале «Карта Вселенной до края Большого взрыва», пытался построить трёхмерную карту космоса вплоть до границы, за которой простирается непознаваемое. Или вспомним объект UDFj-39546284, чей свет шёл к нам 13,2 миллиарда лет — из эпохи, когда Вселенной было всего 480 миллионов лет. Эта галактика-кандидат, зафиксированная «Хабблом», заставляет пересмотреть представления о ранних этапах эволюции мироздания (см. «Галактика возникла, когда Вселенной было 4% объёма»).

Но вернёмся к главному вопросу: бессмертна ли Вселенная? Если принять модель Адамса и Лафлина, то ответ будет двойственным. С одной стороны, после тёмной эры не останется ничего, что можно было бы назвать Вселенной в нашем понимании. С другой — само понятие «смерти» к мирозданию, возможно, неприменимо. Тёмная эра не имеет конца, а значит, Вселенная будет существовать вечно — пусть и в форме, недоступной для какого-либо наблюдателя. Если же верна гипотеза пульсирующего космоса, то смерть и рождение сменяют друг друга в бесконечном танце.

В любом случае, наши сегодняшние знания — лишь крохотный островок в океане неведомого. И, как писал Акутагава, называть вещи своими именами всегда было опасно. Особенно когда речь идёт о том, что навсегда останется за горизонтом событий — будь то чёрная дыра или следующая космическая эра.