Конец света: прогнозы и сценарии

Совсем недавно одной из наиболее волнующих тем было то, что Вселенная расширяется; но когда-нибудь это расширение остановится и перейдет в сжатие. А потом, через много миллиардов лет, она снова схлопнется. Теперь у ученых уже иное мнение: согласно последним данным, Вселенная никогда не схлопнется и будет расширяться вечно. Действительно, Вселенная никогда не схлопнется. Она взорвется.

Все началось с Альберта Эйнштейна. Это он в начале прошлого века для того, чтобы объяснить, почему звезды и планеты не падают друг на друга, а Вселенная пребывает в относительной стабильности, ввел в свои уравнения некую «космологическую постоянную». За ней, по предположениям физика, скрывалась «невидимая энергия», противостоящая гравитационной силе притяжения. Потом, когда в 1920-х годах астрофизик Хаббл, в честь которого впоследствии был назван знаменитый телескоп, открыл «красное смещение» и доказал, что галактики «разбегаются», Эйнштейн убрал эту постоянную из уравнений. Его можно было понять: раз галактики разбегаются, значит, стабильности как таковой нет; скорее всего, они затормозятся, остановятся и упадут-таки друг на дружку. Ведь мячик, подброшенный ребенком в небо, тоже не сразу падает на землю, а сначала некоторое время набирает высоту, растрачивая свою кинетическую энергию и набирая энергию потенциальную.

Про «невидимую энергию» забыли. Как оказалось, несколько рановато. В самом конце прошлого века она вновь напомнила о себе, причем в довольно категоричной форме. В 1998 году две совершенно независимые группы исследователей, занимавшиеся проблемами сверхновых звезд, сначала с удивлением обнаружили, что скорость их «разбегания» значительно превышает расчетную, а позже — что она не только превышает, но и увеличивается. Звезды двигались с постоянным ускорением. То же самое, как выяснилось вскоре, относится и ко всем остальным наблюдаемым нами небесным телам.

Итак, Вселенная не тормозится, а постоянно наращивает скорость своего «разбега». Поскольку ускорение есть верный признак воздействия некой силы, логично было предположить, что и в данном случае она ускоряется не просто так. Для объяснения этого феномена ученые были вынуждены вернуться к эйнштейновскому предположению о «невидимой энергии». Вот только ее название они несколько изменили: чтобы не ввязываться в вопросы авторского права, назвали искомую энергию «темной». Проведенные в 1998 году расчеты показали, кроме прочего, что этой самой энергии во Вселенной должно быть ну просто завались, и если она действительно существует, то на ее создание ушло порядка двух третей энергии Большого Взрыва. В этом случае наш мир на 70 % состоит именно из темной энергии.

Подтверждения гипотезы ждали пять лет. С целью ее проверки специалисты НАСА снарядили специальный аппарат, который в самом начале 2003 года показал: «темная энергия» существует, и на нее приходится 73 % общей энергии Большого Взрыва. Еще 23 % приходится на некую «темную материю». Что это такое, никто пока не знает. Известно только, что она состоит из тяжелых частиц, которые взаимодействуют с привычной нам материей только посредством гравитации. То есть ни увидеть, ни услышать, ни пощупать ее нельзя, только упасть в нее можно. На долю нашей материи остается лишь 4 жалких процента.

Вначале новость показалась хорошей — она подразумевала, что Вселенная никогда не начнет сжиматься обратно, а стало быть, никогда и не схлопнется. Хотя некоторые ученые (такие, как выпускник физфака МГУ, бывший сотрудник РАН, а ныне профессор Стэнфорда Андрей Линде и астрофизик Рената Кал-лош) считали, что «темная энергия» пока лишь растягивается, подобно резинке, и уже в скором времени процесс ее растяжения сменится на процесс сжатия. (Кстати, согласно их расчетам, человечество находится на переломном этапе и смену процесса следует ожидать уже в ближайшие тысячелетия.) Они отвели Вселенной на дальнейшую жизнь не больше 10–12 миллиардов лет.

Однако большинство физиков все-таки придерживалось мнения, что перевес «темной энергии» над гравитацией слишком велик для того, чтобы последняя победила первую. Следовательно, Вселенной предстоит разлетаться вечно, все ускоряя свое движение. По расчетам, уже через 150 миллиардов лет Млечный Путь уйдет настолько далеко от других галактик, что станет затерянным вселенским островом.

Ученый из Нью-Хемпшира Роберт Кодвелл пришел к выводу, что ни о каких 150 миллиардах не может быть и речи. Нашему миру осталось жить примерно 22 миллиарда лет. Вместе с коллегами из Калифорнийского технологического института в Пасадене он опубликовал свою версию будущего Вселенной, которую назвал «теорией Большого Разрыва». Если верить теории Кодвелла, через 22 миллиарда лет «темная энергия» разорвет нашу Вселенную не просто на куски, а на элементарные частицы. В один момент взорвутся все атомы Вселенной. Впрочем, теория не только предсказывает далекое будущее, но и описывает все, что случится по пути к этому взрыву.

Итак, 20 миллиардов лет мир будет жить относительно спокойно. Пользуясь «количественным» перевесом, «темная энергия» одерживает все новые победы над силами, «склеивающими» наш мир, но до поры эти победы носят позиционный характер — там звезда отвалилась от галактики, здесь планета вырвалась из системы. Первыми падут галактики, и это будет служить для человечества (если оно еще будет существовать) тревожным звоночком. За 60 миллионов лет до Большого Разрыва развалится на части и разлетится по сторонам наш родной Млечный Путь. Примерно в то же время начнутся пространственно-временные чудеса, предсказанные еще Эйнштейном. В своей теории гравитации он говорил о том, что в нашем пространстве-времени должны существовать своего рода прорехи, которые возникают и пропадают так быстро, что мы их просто не успеваем заметить. К тому моменту силы гравитации уже упадут настолько, что они просто не смогут сдерживать рост таких прорех, а «темная энергия», напротив, будет разрывать их все больше и чаще. Чем дальше, тем больше будет возникать таких пространственно-временных дырок. Поначалу для человечества это будет, наверное, весьма удобно: оно научится с их помощью путешествовать во времени и моментально перемещаться на огромные расстояния. Однако вскоре, уже через несколько десятков миллионов лет, такое удобство превратится в «жизнь на болоте», когда любое, даже самое незначительное путешествие, может закончиться «провалом» в другое время или «выбросом» в соседнюю галактику. Остается надеяться, что человечество найдет способ бороться с этой бедой, тем более что времени у него на это будет достаточно.

Второй звонок прозвенит за три месяца до Разрыва. За 90 дней до конца света настанет конец Солнечной системы. Сорвавшиеся со своих орбит, как камни с пращи, планеты улетят в космическое пространство. Может, это будет и к лучшему, потому что спустя два месяца начнут взрываться звезды — сначала маленькие, потом большие. Наш желтый карлик (если предположить, что он к тому времени останется таковым) рванет в числе первых. Процесс звездных взрывов, во время которого гигантские плазменные шары будут разлетаться на отдельные молекулы и атомы, затянется почти на месяц. Наверное, это будет красиво: взрывы будут сопровождаться яркими вспышками.

Следом за звездами наступит очередь взрывов планет. Впрочем, на их долю времени останется совсем мало. Так, Землю «темная энергия» растащит на молекулы примерно за полчаса до Большого Разрыва. С исчезновением больших масс сила гравитации будет побеждена окончательно и бесповоротно, и процесс пойдет все ускоряющимися темпами. За несколько секунд до конца та же энергия справится с молекулами, разорвав их на отдельные атомы, а за 10–19 секунд настанет черед атомов, которые разорвутся на отдельные протоны, электроны и нейтроны. Нечто похожее происходит при взрыве атомной бомбы; только если в мощной бомбе в качестве начинки выступает 20–40 килограммов плутония, то тут боезарядом будет все вещество Вселенной. Второй Большой Взрыв, уничтожающий все следы первого. А что дальше?

Кодвелл пишет, что когда «темная энергия» наберется достаточно силы, «гравитационная нестабильность перестанет действовать, и Вселенная будет однородной. В итоге отдельные частицы окажутся изолированными друг от друга». Никакой материи, одна сплошная энергия и пустое пространство. Готовая стройплощадка для создания нового мира.