Апокалипсис откладывается. И надолго

Вселенная, как известно, расширяется.
Но что это сулит человечеству?

В пору давать объявление: “Потерялась теория. Нашедшего просят вернуть...” и так далее. Нет, в самом деле, я еще живо помню, как на лекциях в университете нам излагали теорию тепловой смерти Вселенной и как затруднялись наши лекторы по марксизму вколотить в наши недоверчивые головы, что теория эта неверна.
Теория, как назло, выглядела весьма убедительно. Тепло само собой переходит от нагретых тел к менее нагретым, так что их температура выравнивается – стало быть, спустя некое время во Вселенной должна наступить “тепловая смерть”, ибо все процессы во Вселенной происходят в конечном счете в силу разности температур. К примеру, все, что происходит на Земле, включая процессы жизни, имеет источником энергии Солнце, а если бы Солнце и Земля были одинаковой температуры, то никакого потока энергии между ними не было бы никогда.
Теория, повторяю, выглядела убедительно, и беспомощный лепет наших марксистов никак не мог поколебать ее авторитет в наших глазах. Самым забавным во всем этом, как я теперь понимаю, была полная бессмысленность нашего непримиримого противостояния: дело происходило спустя десятки лет после открытия (Эдвином Хабблом) расширения Вселенной, каковое попросту перечеркнуло все споры о тепловой смерти, поскольку рассуждения, приводившие к этой теории, применимы лишь к равновесным состояниям; расширяющаяся же Вселенная не является равновесной.
Но расширение тоже грозит Вселенной (и жизни в ней) многими осложнениями, и не далее как в 1979 году замечательный физик Фримэн Дайсон из Института высших исследований в Принстоне (это тот институт, где в свое время работали Эйнштейн и Гедель) опубликовал статью, в которой впервые привлек внимание коллег к этим осложнениям. Года четыре спустя был предпринят следующий, соответственно осовремененный анализ этих перспектив, а третий, совсем недавний, появился в конце 1999 года. Попробую прежде всего пояснить, чем вызваны эти периодические “переэкзаменовки”. Та или иная судьба расширяющейся Вселенной зависит в первую очередь от того, достаточно ли в ней массы (создаваемой веществом и энергией), чтобы преодолеть инерцию первоначального толчка (того Большого Взрыва, который примерно 14 миллиардов лет назад швырнул будущую Вселенную во все стороны сразу). Если достаточно, то Вселенная должна в конце концов остановиться и затем начать сжиматься вспять к первоначалу, и тогда всему, что в ней есть, суждено погибнуть в огненной печи той “особой точки”, в которую Вселенная стянется на исходе своего очередного цикла расширение – сжатие. Если же притяжения этой массой самой себя не хватит для самоостановки, Вселенной суждено расширяться вечно, и тогда сценарий ее будущего становится еще занятней. Казалось бы, что может быть занятней сжатия “всего” в сверхраскаленную сверхплотную точку? Противоположное, разумеется, бесконечное расширение того же “всего” в сверхледяное, сверхразреженное Ничто.
Авторы нового анализа судеб Вселенной, американские университетские физики Краусс и Штаркман, начинают свое изложение, словно в сериале, с краткого пересказа предшествующих событий. В данном случае эти события таковы. Вначале, когда Вселенная только родилась, она целиком состояла из излучения, порожденного Большим Взрывом. По мере расширения она остывала, пока наконец не достигла температур, при которых могли уже устойчиво существовать частицы вещества. Так возникли огромные, космических размеров облака газа; в них образовались многочисленные центры сгущения – будущие звезды; со временем на месте этих облаков образовались первые галактики, а затем и скопления галактик, и вот так в конце концов сложилась та Вселенная, какой мы ее сегодня видим.
Все это время Вселенная продолжала расширяться и остывать. Но если верны наблюдения последних лет, скорость этого расширения не только не уменьшается, но и не остается постоянной – она явно стала возрастать (не вчера, не позавчера, конечно, но с какого-то времени в прошлом), а это значит, что в действие вступили какие-то доселе неизвестные силы, ускоряющие разлет галактик. На этот счет есть целый ряд гипотез, но все они сводятся к тому, что в нашей Вселенной обнаружилось какое-то скрытое энергетическое поле, которое проявляется в виде силы, ускоряющей расширение Вселенной (по аналогии с невидимым “темным веществом” эту энергию тоже иногда называют темной). Поле это слабое: пока галактики были близко друг к другу, гравитационное притяжение между ними намного превосходило это слабое отталкивание, но сейчас, когда расстояния стали достаточно большими и гравитация соответственно уменьшилась, она уже не в состоянии скомпенсировать “расширяющее поле”, и оно постепенно начинает брать верх.
Что же это сулит человечеству? Раньше о расширении Вселенной в этом плане как-то не задумывались. Так задумаемся наконец. Плотность вещества и энергии в ускоренно расширяющейся Вселенной будет ускоренно уменьшаться: при каждом удвоении линейных размеров плотность вещества будет падать в восемь раз (ибо плотность обратно пропорциональна объему, а объем растет как куб, то есть третья степень, линейных размеров: два в кубе – это восемь). Энергия же, то бишь излучение, будет изреживаться еще быстрее: при каждом удвоении линейных размеров плотность энергии будет уменьшаться в 16 раз. Между тем если кто-то хочет завоевывать Вселенную, как в победоносном сериале “Star Wars”, или даже просто выжить в ней, как простые люди, не герои, ему надлежит обеспечить себя соответствующими материальными резервами, – а где же их взять, когда они прямо из-под руки улетучиваются во все стороны и притом со все большей скоростью, буквально на глазах?
Переведем все это на более строгий язык науки. Скорость расширения Вселенной определяется скоростью относительного удаления галактик друг от друга; эта скорость, как показал Хаббл, пропорциональна расстоянию между ними, стало быть, по достижении определенного расстояния эта скорость превзойдет скорость света. Закону Эйнштейна (о невозможности превзойти скорость света) это не противоречит, так как закон Эйнштейна говорит о скорости движения материальных тел или информации в пространстве, меж тем как в случае разлета галактики речь идет об их удалении друг от друга за счет расширения самого пространства (ведь Вселенная расширяется не “в пространстве” а “вместе с пространством”). Так что галактики будут разлетаться и далее, даже превзойдя скорость света, а вот свет от них уже никогда не будет доходить к другим галактикам. Это значит, что с течением времени на нашем небе исчезнут все галактики, кроме тех ближайших, что входят в наше местное скопление. Подсчитано, что это произойдет “уже” через 2000 миллиардов лет. Но дальше дело пойдет еще хуже: в силу старения Вселенной и все более быстрого распыления ее вещества образование новых звезд будет происходить все более медленно, пока – через 100 тысяч миллиардов лет – не погаснут последние звезды даже в нашем местном скоплении. Печальное зрелище.
Разумеется, по мере дальнейшего расширения распадутся не только скопления галактик, галактики и отдельные звезды, но и сами атомы, а под конец – и те элементарные частицы, которые их составляют. В бесконечном пределе Вселенная станет, как мы и сказали выше, бесконечным ледяным Ничто. Даже религия не додумалась до такого “конца света”.
Упомянутых выше авторов последнего (на данный момент) сценария судеб Вселенной, Краусса и Штаркмана, интересует в их статье в основном вопрос, что произойдет с человечеством в такой ситуации “ускоренного конца”. Уже раньше досужие умы пришли к мысли, что собирать необходимые вещество и энергию человечество сумеет, “приручив” так называемые черные дыры, которые самой природой приспособлены для этой цели. Однако, когда выяснилось, что Вселенная хитрее досужих умников и расширяется с ускорением, идея использования “черных дыр” сама собой отпала: как пишут наши авторы, они произвели соответствующие расчеты и убедились, что “дыра”, способная в своей прожорливости успешно соревноваться с ускоренным разбеганием Вселенной, должна быть больше этой Вселенной.
Этот грустный вывод побудил авторов (совместно с Дайсоном) искать пути выживания будущих людей в ином направлении – прежде всего в сознательном и намеренном понижении ими температуры своих тел (как мы уже говорили вначале, дабы черпать энергию из окружающей среды, надо быть холоднее окружающей среды); затем – когда и этого не хватит – в замораживании своих тел; на следующем этапе – в (фантастическом на сегодняшний день) отказе от тел вообще и передаче своего сознания компьютерам; и наконец – в снижении температуры таких “компьютеризованных сознаний” чуть ли не до абсолютного нуля (до уровня “остаточного космического излучения”), чтобы не терять драгоценных битов информации, составляющих эти сознания. Как показал Дайсон, такое понижение температуры может и в самом деле существенно уменьшить энергию, необходимую “мыслящим компьютерам” для их существования. Но ведь Вселенная и тогда будет продолжать расширяться, а ее “остаточный фон” – остывать. И непременно наступит момент, когда температура этого фона станет ниже того предела, до которого практически возможно охлаждать материальные тела. С этого момента уже компьютеры станут “горячее” окружающего пространства и начнут отдавать ему энергию. А отдавая энергию, они не смогут больше сохранять заключенную в них разумную “жизнь”. Но и то сказать – что это за “жизнь” внутри компьютера, да еще при том, что даже и высунуться наружу никогда невозможно?!
Должен, однако, успокоить – есть все-таки какой-то шанс, что наши дальние потомки еще увидят небо в алмазах. Во-первых, наука идет вперед семимильными шагами, и завтра может открыть что-нибудь такое, из-за чего придется переписывать все сегодняшние сценарии. А во-вторых, даже если сценарий “ледяной смерти Вселенной” не сойдет с повестки дня, его реализация настолько далека – что ни говори, но угроза чего-то через сто тысяч миллиардов лет может вызвать лишь тонкую улыбку на лице человека, живущего от зарплаты к зарплате! – что человечество (в лице своих Крауссов и Штаркманов) вполне может позволить себе такую игру воображения, нисколько не участвуя в ней эмоционально.
Иное дело, когда тебе сообщают, как это сделал мичиганский профессор Фред Адамс на недавней конференции Американской ассоциации развития науки, что через какие-нибудь 7 миллиардов лет наше Солнце должно вспыхнуть, как сверхновая звезда, перед тем как сжаться до состояния белого карлика, и при этом безжалостно поглотить и сжечь (или сначала сжечь, а потом поглотить) и нашу Землю, и все прочие планеты. Вот тут поневоле заволнуешься. И уж совсем выбивает простого человека из колеи, когда на той же конференции другой профессор, метеоролог Джеймс Кастинг, вдруг заявляет, что гораздо раньше этого, уже через какой-нибудь миллиард лет, даже через полмиллиарда, Солнце станет таким горячим, что все наши океаны испарятся до последней капли и Земля станет безводной пустыней. Вот это уже кого угодно взволнует. Всего полмиллиарда лет – это ж почти что завтра.

Ваше мнение

Мы будем благодарны, если Вы найдете время высказать свое мнение о данной статье, свое впечатление от нее. Спасибо.

"Первое сентября"