пятница, 3 декабря 2010 г.

Рожденная взрывом

Как размножаются Вселенные

Ничто не вечно под луной... И под звездами... Сами звезды тоже очень-очень медленно умирают. А что будет, когда угаснет последняя звезда? Не будет ни жизни, ни времени? Одно огромное сплошное Ничто?
Нет, не надо бояться. Астрофизики полагают, что Вселенная может размножаться. И значит, непременно сделает это. Родятся новые звезды и галактики, возникнет новая жизнь...
Так начиналась Вселенная
Жил-был один божий человек -- молодой бельгийский священник и астроном Георг Леметр. И однажды ему в голову пришла идея Большого взрыва: в начале времен взорвался "первоатом", и возникли пространство, время и материя. Из точки взрыва разлетелись галактики и взяли курс на Бесконечность. Обнародовал он ее в 20-х годах прошлого века. И вскоре получил подтверждение своей теории от американского коллеги Эдвина Хаббла, который изучил движение галактик и вывел знаменитый закон: галактики разлетаются со скоростью, пропорциональной расстоянию между ними.
Сегодня никто не сомневается в том, что далекие звездные скопления ведут себя, как осколки гранаты после взрыва. С такой версией сотворения мира согласны и богословы. "Знания о Большом взрыве, -- говорит ватиканский астроном Уильям Стогер, -- лишь облагораживают образ Господа".
Божий человек Леметр, ставший впоследствии президентом Папской Академии наук, раздумывал также и о конце мира. Вселенная, предполагал он, умрет мягкой смертью. Ее "...можно сравнить с концом фейерверка. Мы стоим на остывающем шлаке и видим постепенное исчезновение солнц".
Но как и куда исчезнут звезды? Будет ли Вселенная непрерывно расширяться? Или потерявшие энергию разбегания небесные тела однажды начнут обратное движение к центру, и Вселенная снова сожмется, объединится в один-единственный комочек и закончится Конечным взрывом?
Британские космологи, ссылаясь на новые открытия, заявляют: Вселенная не закончится никогда. Звезды угаснут от старости, превратятся в прозрачные шары из водородного льда, черные дыры сожрут остатки умирающих галактик, причудливые атомы будут кружить друг вокруг друга, каждый из них -- целая Вселенная. Потом умрут и они, останется одно безграничное пустое пространство, в котором ничего не происходит...
Пока не случится новый Большой взрыв. В конце заложено и новое начало.
Темные силы сильнее света
Прошедшие после Большого взрыва 15 миллиардов лет составляют крайне незначительный период в биографии Вселенной. И время, когда погаснет последняя звезда, наступит нескоро. Потому что помимо видимых космических объектов есть во Вселенной масса того, что недоступно человеческому глазу.
Сверкающее на ночном небе звездное великолепие Млечного Пути -- только тонкий слой крема на пироге творения. Из нормальной материи построено самое большее 5 процентов всей массы космоса. И свыше 80 процентов -- из таинственной темной материи.
Своей силой тяжести она препятствует слишком быстрому разлетанию галактик, склеивает их. Эта невидимая теневая субстанция образует хребет всей Вселенной.
Сценарий драмы с хорошим концом
А что ждет в этой вселенской трагедии человека, земную жизнь?
Прежде астрономы считали, что нечто вроде солярного чистилища начнется через пять миллиардов лет: Солнце раздуется в красного гиганта и поглотит Меркурий и Венеру. На высохшей в пыль Земле горы расплавятся, словно масло. То, что от них останется, будет напоминать стерильную поверхность Луны.
Для людей все кончится гораздо раньше. Через 500 миллионов лет жить на Земле станет невозможно. Потому что еще до фазы раздувания Солнце станет гораздо ярче. Каждые сто миллионов лет его светимость увеличивается на один процент. Усиленное солнечное излучение вызовет на Земле повышенное испарение и тем самым -- большее количество осадков. Углекислый газ с дождями попадет в реки и моря и отложится на дне в виде известняка. Через 500 миллионов лет парниковый газ полностью исчезнет из земной воздушной оболочки.
А без углекислого газа в атмосфере захиреют все деревья и кусты, перестанет расти трава. У людей и зверей кончится воздух для дыхания.
Но человечество, конечно, не будет ждать столь страшной смерти. И найдет для себя какое-нибудь уютное местечко. Рядом со 100 миллиардами солнц Млечного Пути можно основать достаточно колоний. Ученые уже оценили звезды нашей галактики с точки зрения их пригодности для человеческих поселений. Результат обнадеживает: на Млечном Пути есть не менее 50 миллионов пригодных для жилья планет, похожих на Землю.
Когда сгорит последняя звезда
Уже через 10 миллиардов лет наша галактика -- Млечный Путь -- израсходует весь свой запас межзвездного газа для образования новых солнц. Правда, каждая взорвавшаяся звезда поставляет новое сырье. Из него где-нибудь когда-нибудь образуется молодое солнце -- ничто не теряется во Вселенной. Такой космический рециклинг позволит звездам блестеть еще очень долго. Но не бесконечно. Последнее солнце истлеет через 100 000 миллиардов лет.
Однако после этого космос еще не опустеет. Повсюду будут блуждать выгоревшие звездные трупы со своими промороженными планетами. После эпохи "светящихся звезд" последует эпоха "выродившихся звезд".
Звездные трупы состоят в основном из "выродившейся материи", обладающей странными свойствами: чем больше материи, тем сильнее она сворачивается. Солнце, например, превратится в белого карлика, образование лишь незначительно крупнее Земли. И будет излучать в космическое пространство остаточное тепло в течение многих миллиардов лет. Правда, светить будет слабо -- словно покрытые пеплом угли догоревшего костра. Но долго, потому что сможет ловить темную материю и сжигать ее внутри себя. За счет этого процесса белый карлик будет производить мощность в биллионы ватт -- столько же, сколько миллион атомных электростанций.
Высокоразвитая цивилизация могла бы использовать эту энергию, построив шарообразную обшивку вокруг белого карлика. Обогреваться от него можно будет безумно долго: ориентировочно, белый карлик сможет добывать энергию из темной материи 100 триллионов лет. И проживет в миллиарды раз больше, чем Солнце, из которого он родился.
В этом далеком будущем планеты, вероятно, тоже будут существовать -- в виде замерзших или окаменевших осколков, блуждающих в темном пространстве.
Окончательно все эти маячки в космосе угаснут только через несколько квинтиллионов лет. Тогда произойдет тотальный распад: материя распадется сама собой -- а с ней все белые карлики, все планеты и их луны, все астероиды, кометы и пылевые облака.
Этот летальный исход предсказан в последних теориях физики элементарных частиц. Согласно им, даже протоны и нейтроны, кирпичики атомного ядра, имеют ограниченный срок жизни. В крайне длинных отрезках времени постепенно распадаются все химические элементы.
Чернее самой черной дыры
Но и после этого космос не будет абсолютно пустым. Так как еще не распадутся самые массивные из всех небесных тел: мистические черные дыры. Они одни будут выдаваться в море тьмы, словно темные острова.
Черная дыра возникает, когда особенно массивная выгоревшая звезда под давлением своей собственной силы тяжести сожмется в комок материи крайне высокой плотности. Он настолько сильно изгибает пространство, что из пасти черной дыры не могут вырваться ни летучая элементарная частица, ни лучик света.
Своей силой тяжести монстр искажает нормальное течение времени. Чем ближе к нему подойти, тем медленнее идут часы. Вблизи время почти останавливается. Потому Черные дыры и переживут распад атомов: протоны внутри них живут дольше.
Однако когда-нибудь даже эти последние актеры покинут небесную сцену. Пузыри силы тяжести прорвутся и прольют запасенную в них энергию во всеохватывающее Ничто. Тогда и наступит последняя эпоха: эпоха тотальной тьмы.
Десятки миллиардов лет пройдут в абсолютной пустоте галактического кладбища.
И засияет Новая Вселенная
Надежду на то, что продолжение непременно будет, оптимисты черпают из мира квантовой физики. Согласно квантовой теории, даже вакуум не является совсем пустым. Словно из ничего, в нем могут возникать призрачные частицы и снова исчезать. Как в спокойном озере летней ночью -- поверхность слегка рябит, и повсюду, словно светлячки, вспыхивают пары электронов и позитронов. И вдруг крошечная рябь превращается в приливную волну.
Так и вакуум без всяких видимых причин может скакнуть в высокое состояние энергии.
Ведь именно так наступило извержение вакуума в далеком прошлом. Что привело к Большому взрыву. В течение крошечной доли секунды область пространства размерами с атом раздулась до размеров обозримой Вселенной. Запасенная в вакууме энергия превратилась в материю -- так же, как водяной пар конденсируется в капельки дождя.
Некоторые ученые идут еще дальше в своих рассуждениях. Фред Адамс, например, уверен, что прогрессивные цивилизации в состоянии искусственно сотворить вакуумный пузырь -- чтобы создать из хиреющей Вселенной новую. Ведь ясно, что юная Вселенная более благоприятна для развития жизни.
Как ни сумасбродно звучит эта идея, она может объяснить, почему наша собственная Вселенная является таким приспособленным для жизни местом. Случайно ли, что из множества мыслимых Вселенных возникла именно та, в которой стало возможным образование звезд, планет, жизни? Если бы мы решили поиграть в Бога и могли бы выбирать значения естественных постоянных и сил, мы бы обнаружили, что почти все другие, отличные от существующих, делают Вселенную безжизненной.
Если бы, например, сила тяжести была бы лишь чуточку сильнее, не могли бы образовываться ни солнца, ни планеты, и космос снова свернулся бы.
Но после Большого взрыва родился лучший из возможных миров. Может быть, кто-нибудь специально устроил это? Например, богоподобная суперцивилизация из предшествующей Вселенной?
А может, квантовые флуктуации в вакууме наступают достаточно часто и где-то постоянно происходят Большие взрывы. И Вселенная, приютившая человечество, -- одна из множества. Значит, в этой космической лотерее человек просто вытянул выигрышный билетик.
И надо суметь не растранжирить привалившую удачу, а понять законы везения и следующую Вселенную строить так, чтобы ее пригодность для жизни и счастья была не случайной, а закономерной.
Виктория ЧЕМЕЗ

Космическая хроника
Американский астрофизик Фред Адамс провел детальные расчеты Вечности, с тем, чтобы заглянуть в пространства и времена, недоступные человеческому представлению. По его мнению, события развивались и будут развиваться так.
1. 0 -- 10-43 секунды. Вселенная возникла из чистой энергии. Непосредственно после Большого взрыва космос был меньше, чем атомное ядро. Но в распределении энергии были маленькие неравномерности.
2. 10-35 секунды. Вселенная раздулась до астрономических размеров. Соответственно выросли неравномерности. Следы этих ранних неравномерностей сегодня измерены как пятна космического фонового излучения.
3. 15 миллиардов лет (современный возраст). После расширения часть энергии сконденсировалась в материю. Постепенно возникли элементарные частицы и атомы. Из-за неравномерностей материя сформировалась неодинаковой формы: возникли газовые облака, из которых позже образовались галактики и звезды.
4. 100 биллионов лет. В галактиках израсходованы все запасы газа для образования новых солнц. Во Вселенной гаснут последние звезды. Остаются лишь их выгоревшие останки, обладающие исчезающе малой светимостью.
5. 100 квинтиллионов лет. Атомные ядра распадаются: происходит тотальный распад материи. Исчезают слабо тлеющие останки звезд и планет. Гаснут практически все источники света в космосе. Остаются только черные дыры.
6. Через 10 в сотой степени (100) лет. Наконец испаряются также черные дыры. Теперь в космосе не существует никаких небесных тел. Холодное и пустое пространство расширяется все дальше. Конечного пункта Вселенной нет, но это может привести к тому, что образуется и отделится дочерняя Вселенная.

0 коммент.:

Отправить комментарий