Калеб Шарф - Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной

Почему же так произошло? Самый простой ответ – мы еще не знаем, а поскольку мы признаем, что чего-то не знаем, то обозвали причину всеобщего ускорения неожиданно честно – «темной энергией», в честь собственной темноты и невежества. Хороший вариант состоит в том, что это энергия вакуума как такового – зыбучего океана «виртуальных» пар частиц, которые то возникают, то исчезают вследствие фундаментальной природы квантовомеханической неопределенности. Этот океан обладает странными свойствами, например, создает отрицательное давление – испускает отталкивающее гравитационное поле. Расширение Вселенной просто создает место для того, чтобы «плотности энергии вакуума» становилось все больше и больше, и в результате она начинает преобладать в балансе космических энергий и расталкивает пространство еще дальше.

Чем в результате окажется темная энергия, мы пока не знаем, но сегодня она составляет около 70 % общего количества энергии во Вселенной, и, если опустить подробности, можно сказать, что, похоже, она никуда не денется. Как выясняется, это приводит к колоссальным последствиям для того самого периода космического времени, в котором нам с вами выпало жить.

В 2007 году физики Лоуренс Краусс и Роберт Шеррер [209] Сугубо научная статья – L. Krauss and R. Scherrer. The Return of a Static Universe and the End of Cosmology // General Relativity and Gravitation 39 (2007): 1545–50. Те же авторы составили и великолепное научно-популярное описание – L. Krauss and R. Scherrer. The End of Cosmology? // Scientific American 298 (March 2008): 46–53. опубликовали крайне интересное и скандальное исследование на эту тему. Они изучали, как влияет расширение Вселенной на астрономические наблюдения тех или иных ее обитателей, а конкретно – почему Вселенная будущего повернется к космологам, если такие найдутся, совершенно иной стороной.

Для этого они представили себе, как бы выглядела Вселенная в глазах биологического вида, который во всем похож на нас, но живет в галактике в глубинах космоса через 100 миллиардов лет. Если эти существа изготовят устройства вроде телескопов и станут разглядывать в них Вселенную, они обнаружат, что за звездами их галактики… ничего нет. Почему? Потому что темная энергия довела расширение Вселенной до точки, где видимый свет из других галактик растянется до такой степени, что перестанет быть виден. Космос за пределами галактики пропадет из виду.

Существа из будущего, само собой, не обязательно встревожатся, а просто отметят, что Вселенная, содержащая видимый свет, состоит из их «островной Вселенной», их галактики, а больше там ничего нет. Вот, собственно, и все. Однако, спрашивают Краусс и Шеррер, как этот биологический вид разработает точную космологическую теорию, если его данные окажутся настолько ограниченными? Ведь в ничто обратится не только видимый свет далеких галактик, но и другие жизненно важные признаки Вселенной, у которой был момент рождения, и все следы Большого Взрыва.

Еще в 1960-е годы ученые обнаружили всепроникающее фоновое микроволновое излучение. Благодаря этому открытию и удалось доказать идею Большого Взрыва. Микроволновое излучение – это реликты минувшего, когда Вселенная была так горяча, что не пропускала свет: это было примерно через 380 000 лет после Большого Взрыва и примерно 13,8 миллиардов лет назад. Теперь мы регистрируем это фоновое излучение как очень равномерный, однако не абсолютно однородный шум микроволновых фотонов, которые разбегаются по Вселенной во все стороны. Однако через 100 миллиардов лет расширение пространства растворит это реликтовое микроволновое излучения до одной триллионной сегодняшней интенсивности, а фотоны приобретут длину волны в метр и превратятся в радиоволны. А еще позднее наблюдатель изнутри Галактики не увидит и этого, поскольку межзвездный газ станет для электромагнитных волн со все увеличивающейся длиной волны практически непреодолимой преградой.

И это еще не все: в описываемом будущем изменится даже баланс элементов, из которых составлена космическая материя. На сегодня мы видим, что примерно 74 % массы обычного вещества в космосе составляет водород, а 24 % – гелий, и этот состав очень близок к первичным пропорциям водорода и гелия. Вместе с еле заметными следами дейтерия (тяжелого изотопа водорода) баланс этих элементов в основном и позволяет делать выводы относительно состояния юной Вселенной – жаркой и плотной: это, так сказать, отпечатки пальцев Большого Взрыва. Однако пройдет 100 миллиардов лет, и звезды будут посредством термоядерного синтеза преобразовывать в гелий все больше водорода, отчего пропорция сдвинется, и гелия станет целых 60 %. От первоначального соотношения ничего не останется, а следы дейтерия, которые мы находим сегодня, по большей части пропадут – близкий к нам дейтерий в значительной мере уничтожат звезды, а далекий пропадет из виду, поскольку к тому времени мы уже не будем видеть излучения других галактик. Гора в очередной раз родит мышь.