Мартин Рис - Всего шесть чисел. Главные силы, формирующие Вселенную [litres]

Большинство галактик сейчас вступили в пору сонной зрелости, достигли состояния равновесия, когда их «метаболизм» замедлился. Формируется меньше новых звезд, и светит мало голубых звезд. Но что насчет отдаленного будущего? Что произойдет, если мы заглянем в момент, когда Вселенная будет в десять раз старше – т. е. ее возраст достигнет сотни миллиардов лет, а не десятка миллиардов? Мое любимое предположение (до того как появились более значимые доказательства) подразумевало, что в далеком будущем расширение остановится и сменится повторным сжатием, ведущим к «Большому хлопку», в котором все объекты Вселенной ждет та же самая судьба, что и астронавта, падающего в черную дыру. В этом случае нашей Вселенной для продолжения существования отведен конечный промежуток времени, а также она имеет границы. Но этот сценарий требует, чтобы значение числа Ω превысило единицу, что идет вразрез с доказательствами, накопленными в последние годы. Темная материя, несомненно, существует, но, кажется, ее недостаточно, чтобы составить всю критическую плотность: по всей видимости, Ω все-таки меньше единицы. Помимо всего прочего, дополнительное космическое отталкивание, описываемое числом λ, может на самом деле ускорять расширение Вселенной.

Кажется, расширение будет продолжаться бесконечно. Мы не можем предсказать, что будет с жизнью через десять миллиардов (или более) лет: она может исчезнуть, но, с другой стороны, может и развиться в состояние, когда станет способна влиять на весь космос и, возможно, сможет даже изменить эти прогнозы. Мы можем рассчитать окончательную судьбу неодушевленной Вселенной: даже самые медленно горящие звезды умрут, и все галактики нашей Местной группы – наш Млечный Путь, Туманность Андромеды и десяток более мелких галактик – сольются в единую систему. Бо́льшая часть первоначального газа к тому времени будет связана мертвыми остатками звезд. Некоторые из них станут черными дырами, другие – очень холодными нейтронными звездами или белыми карликами.

Если заглянуть еще дальше, те процессы, которые сегодня идут слишком медленно, чтобы быть заметными, войдут в свои права. Столкновения звезд внутри обычной галактики сейчас случаются чрезвычайно редко (к счастью для нашего Солнца), но они будут происходить время от времени. Спокойное существование нашей Галактики станет иногда освещаться мощными вспышками, каждая из которых будет говорить о столкновении двух мертвых звезд. Потеря энергии через гравитационное излучение (эффект, предсказанный ОТО) сейчас идет неощутимо медленно, если не считать нескольких двойных звезд, с тесными орбитами, по которым они движутся с большой скоростью. Но при наличии достаточного времени это явление сожмет все звездные и планетные системы. Возможно, даже атомы не будут существовать вечно. Вследствие этого белые карлики и нейтронные звезды истощатся из-за распада частиц, их составляющих. В конце концов распадутся и черные дыры. Поверхность дыры слегка расплывчата из-за квантовых эффектов, в результате чего она излучает. В нашей сегодняшней Вселенной этот эффект идет слишком медленно, чтобы нас заинтересовать, если только действительно не существуют мини-дыры размером с атом. Масштаб времени для полного распада черной дыры, равной по массе звезде, составляет 10 66лет, а черная дыра, равная по массе миллиону Солнц, исчезнет за 10 93лет.

В конце концов через 10 100лет единственное, что останется от нашей Местной группы галактик, – это всего лишь облачко темной материи и несколько электронов и позитронов. Все галактики внутри Местной группы подвергнутся внутреннему распаду и удалятся от нас. Но скорость, с которой они будут распыляться, полностью зависит от значения числа λ. Если λ будет равняться нулю, сила обычного тяготения замедлит удаление: хотя галактики станут неуклонно расходиться, их скорости (и красное смещение) будут постепенно уменьшаться, хотя так и не дойдут до нуля. Если у наших отдаленных потомков будут достаточно мощные телескопы, чтобы обнаружить галактики с большим красным смещением, несмотря на свойственное им потускнение и постоянно возрастающую дистанцию, они действительно смогут увидеть больше, чем видно на нашем сегодняшнем небе. Спустя, скажем, 100 млрд лет мы сможем видеть на 100 млрд св. лет: те объекты, которые сейчас находятся за пределом видимости (из-за того, что свету не хватило времени добраться до нас), появятся в поле зрения.

Но если число λ не равно нулю, космическое отталкивание будет тянуть галактики друг от друга с возрастающей скоростью. Они исчезнут из поля зрения быстрее, и их красное смещение станет возрастать. Наш предел видимости будет ограничен горизонтом, напоминающим некую версию вывернутого наружу горизонта событий вокруг черной дыры. Когда что-то падает в черную дыру, оно ускоряются, приобретает все большее красное смещение и исчезает из поля зрения, когда достигает «поверхности» дыры. Галактика в λ-доминирующей вселенной станет двигаться с ускорением по направлению от нас, и чем она ближе к горизонту, тем ее скорость будет ближе к скорости света. В более поздние времена мы увидим не больше, чем сейчас. Все галактики (за исключением Туманности Андромеды и других маленьких галактик, которые тяготение связывает в нашу Местную группу) обречены исчезнуть из поля зрения. Их далекое будущее лежит вне предела нашей видимости, и оно для нас так же недоступно, как события внутри черной дыры. С течением времени пустота межгалактического пространства будет увеличиваться по экспоненте.