Кэти Мак: Конец всего. 5 сценариев гибели Вселенной с точки зрения астрофизики

За это мы должны благодарить относительность. Согласно специальной теории относительности, время для нас замедляется, когда мы движемся быстро. Общая теория относительности говорит о том, что оно замедляется вблизи массивного объекта.

Когда Док Браун из фильма «Назад в будущее» сказал: «Ты забываешь про четвертое измерение!», он имел в виду именно таких людей.

Несмотря на кажущуюся легкомысленность этого заявления, в нем заключена довольно важная идея. До сих пор мы, физики, в основном занимались описанием Вселенной с помощью математических конструкций, которые называются моделями, а также проведением экспериментов и наблюдений с целью проверки и уточнения этих моделей вплоть до нахождения той, которая лучше всего соответствует результатам наблюдений. Затем мы пытаемся сломать эту модель. Дело не в том, что мы верим, будто математика является чем-то фундаментальным для Вселенной, а в том, что у нас просто нет другого осмысленного подхода к решению подобных задач.

«ВСЯ наша Вселенная находилась в горячем плотном состоянии, а затем почти 14 миллиардов лет назад она начала расширяться…» Да, участники группы Barenaked Ladles все правильно поняли: начало заглавной песни для сериала «Теория Большого взрыва» на самом деле очень хорошее изложение самой теории.

Разумеется, это было еще задолго до появления понятия «год», поскольку отсутствовала планета, вращающаяся вокруг звезды и определяющая эту единицу измерения. Однако для удобства мы можем использовать собственные единицы для отсчета времени, прошедшего с момента зарождения Вселенной.

К сожалению, это расследование не очень хорошо закончилось для голубей, которые, как позже выяснилось, были совершенно ни при чем.

Не зная об этом ничего, кроме истории с голубями, несколько лет назад я столкнулась Бернардом Берком в Массачусетском технологическом институте, и мы разговорились. Слушая его рассказ о какой-то из прошлых работ, я вдруг поняла, что он говорит о своей телефонной беседе с самим Пензиасом и между делом сообщает о том, что он фактически послужил катализатором для одного из важнейших открытий в истории физики. Что-то подобное произошло со мной на конференции несколько лет назад, когда я встретила Тома Киббла, который сформулировал большую часть теории, имеющей отношение к бозону Хиггса. Мораль истории: слушайте заслуженных профессоров; возможно, они незаметно революционизировали вашу область исследований.

В процессе написания этой книги я получила радостную новость о том, что Пиблс был награжден Нобелевской премией 2019 года за вклад в развитие теоретической стороны этого открытия. Так что, возможно, в мире все-таки есть какая-то справедливость. Правда, на голубей она не распространяется.

Проницательный читатель помнит, что на самом деле это человеческий организм ощущает инфракрасный свет как тепло. (Прим. ред.)

«Абсолютно черным телом» называется гипотетический объект, который поглощает весь падающий на него свет и излучает его в виде тепла. Разумеется, в природе не существует таких идеальных объектов; все тела отражают немного света, а часть его поглощается без переизлучения. Однако большинство материалов при нагревании начинают светиться, и характер этого свечения примерно соответствует форме кривой излучения черного тела.

Весь свет находится в микроволновой части спектра, поэтому «красные» области соответствуют низкочастотному микроволновому излучению, а «синие» – высокочастотному микроволновому излучению, однако при составлении карт мы используем именно цвета, например красный и синий, которые способен различать человеческий глаз.

Единица названа в честь Макса Планка, одного из создателей квантовой теории. Существуют также такие единицы, как планковская энергия, длина и масса, определяемые через различные комбинации фундаментальных констант, одной из которых является постоянная Планка, имеющая первоочередное значение для всего, что обладает квантовой природой. Если вы обнаружите в своих уравнениях постоянную Планка, готовьтесь к появлению различных странностей.

В этом упрощенном объяснении есть один нюанс, который не дает мне покоя. С одной стороны, я говорю, что эти области никогда не взаимодействовали друг с другом, однако я также заявляю, что Вселенная началась с сингулярности, где, как можно предположить, расстояния между всеми объектами были равны нулю. Причина, по которой это не решает проблему, заключается в следующем. Возьмите две точки, которые в настоящее время находятся на противоположных сторонах небосвода. Предположим, что в нулевое время расстояние между ними равнялось нулю. Проблема заключается в том, что во все последующие моменты времени эти области не взаимодействовали между собой и не могли обмениваться информацией (например, лучами света, несущими информацию о температуре). «А как насчет самого нулевого момента?» – спросите вы. Несмотря на то что мы можем обозначить первый момент как нулевой, речь буквально идет о нулевом времени, поскольку само время началось с сингулярности. Так что до этого момента у этих точек не было времени для обмена информацией (потому что не было самого времени), и каждый последующий момент имеет ту же проблему, связанную со слишком большой их удаленностью для обмена информацией.