Скептики и рационалисты утверждают, что «добро» и «зло» — выдуманные моралистами понятия, которые были оправданы лишь в конкретную эпоху. Но американские физики утверждают обратное: в реальной жизни Вселенной есть злая, темная энергия. И наш мир на три четверти состоит из нее!
ТЕМНЫЕ СИЛЫ 2003
Несколько номеров назад мы порадовали читателей, сообщив, что, согласно последним данным, Вселенная никогда не схлопнется обратно до точки и будет расширяться вечно. Простите, сглазили. Хотя не во всем: Вселенная действительно никогда не схлопнется. Она взорвется. Похоже, что старый советский почти гимн «Вихри враждебные веют над нами...» вполне может в будущем стать гимном человечества. Во всяком случае, в той его части, где говорится про «...темные силы нас злобно гнетут»
Все началось, как в последнее время в физике часто бывает, 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 20-х годах астрофизик Хаббл, в честь которого впоследствии был назван знаменитый телескоп, открыл «красное смещение» и доказал, что галактики «разбегаются», Эйнштейн смалодушничал и убрал эту постоянную из уравнений. Его можно было понять: раз галактики «разбегаются», стало быть, стабильности, как таковой, нет, скорее всего, они в конце концов затормозятся, остановятся, а потом-таки упадут друг на дружку. Ведь мячик, подброшенный ребенком в небо, тоже не сразу падает на землю, а сначала некоторое время набирает высоту, растрачивая свою кинетическую и набирая потенциальную энергию.
Про «невидимую энергию» забыли. Как оказалось, несколько рановато. Пять лет назад она вновь напомнила о себе, причем в довольно категоричной форме. В 1998 году две совершенно независимые группы исследователей, занимавшиеся проблемами сверхновых звезд (то есть взорвавшихся от старости и от избытка веса звезд), сначала с удивлением обнаружили, что скорость их «разбегания» значительно превышает расчетную, а потом, с изумлением, что она не только превышает, она еще и постоянно увеличивается. Звезды двигались с постоянным ускорением. То же самое, как выяснилось вскоре, относится и ко всем остальным наблюдаемым нами небесным объектам.
Итак, Вселенная не только не тормозится, она постоянно наращивает скорость своего «разбега». А поскольку ускорение есть верный признак воздействия некоей силы, логично было предположить, что и в данном случае она ускоряется не просто так. Для того чтобы объяснить сей феномен, ученые были вынуждены вернуться к старому эйнштейновскому предположению о «невидимой энергии». Вот только название ее они несколько изменили: для того чтобы не ввязываться в вопросы авторского права, они назвали искомую энергию «темной». Проведенные тогда же, 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. Иными словами: 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, названный WMAP (Wilkinson Microwave Anisotrope Probe — зонд микроволновой анизотропии имени Уилкинсона), который в самом начале 2003 года доказал: «темная энергия» существует и на нее приходится 73% общей энергии Большого взрыва. Еще 23% приходится на некую «темную материю». Что это такое, не спрашивайте, никто пока не знает. На долю нашей материи, такой родной и знакомой с детства, остается всего лишь 4%.
Поначалу новость показалась хорошей, она подразумевала под собой то, 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 известная астрофизик Рената Каллош, считали, что «темная энергия» пока лишь растягивается подобно резинке и затем процесс ее растяжения сменится на процесс сжатия. Кстати, согласно их расчетам, человечество как раз находится на самом переломном этапе и смену процесса следует ожидать «со дня на день», буквально в течение уже ближайших тысячелетий. После чего они отводили Вселенной на дальнейшую «жизнь» не больше 10 — 12 млрд. лет.
Однако большинство физиков все-таки придерживалось мнения, что перевес «темной энергии» над силами гравитации слишком велик для того, чтобы последние победили первых. А стало быть, Вселенной предстоит разлетаться вечно, все ускоряя свое движение. По их расчетам, уже через 150 млрд. лет Млечный Путь уйдет настолько далеко от других галактик, что станет поистине изолированным вселенским островом. До такого «доезжай — не доедешь».
К сожалению, как оказалось, ни о каких 150 млрд. не может быть и речи. Нашему миру осталось жить примерно 22 млрд. лет. К такому выводу пришел профессор Роберт Колдвелл. Вместе с коллегами из Калифорнийского технологического института в Пасадине он опубликовал в New Scientist свою версию будущего Вселенной, которую назвал «Теорией Большого разрыва». Если верить теории Колдвелла, а опровергнуть ее научный мир пока не в состоянии, это самое «будущее» обещает быть очень красивым. Через 22 млрд. лет вконец распоясавшаяся «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 будущее, она описывает все, что случится по пути к этому взрыву. Итак, по порядку.
20 миллиардов лет мир будет жить относительно спокойно. Пользуясь «количественным» перевесом, «темная энергия» будет одерживать все новые победы над силами, «склеивающими» наш мир, но до поры эти победы будут носить позиционный характер. Там звезда отвалилась от галактики, сям планета вырвалась из системы. Первыми падут галактики, и это будет служить для человечества, если такое еще будет существовать, первым тревожным звоночком. За 60 млн. 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 также 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 времени 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 своего рода «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 напастью, 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. Впрочем, может, это будет и к лучшему, потому что спустя два месяца начнут взрываться звезды. Сначала маленькие, потом большие. Наш «желтый карлик» рванет если и не первым, то 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, которые зальют весь небосвод.
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 очередь 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 кг плутония, то тут боезарядом будет все вещество Вселенной. Такой второй Большой взрыв, уничтожающий все следы первого.
А что дальше?
«Когда «темная энергия» станет достаточно сильна, гравитационная нестабильность перестанет действовать и Вселенная станет однородной. В итоге отдельные частицы окажутся изолированными друг от друга...» — так пишет Колдвелл. Никакой материи, одна сплошная энергия и пустое пространство. Готовая стройплощадка для нового Большого взрыва.
Welcome to Новый мир!
P.S.
Проверить правильность новой теории ученые смогут лишь в конце десятилетия, когда в космос будет запущен новый зонд Supernova/Acceleration Probe (SNAP). Он произведет замеры тысяч сверхновых и точно выяснит, как именно поведет себя «темная энергия» в будущем.
Валерий ЧУМАКОВ
На фотографиях:
- ШЕСТЬДЕСЯТ МИЛЛИОНОВ ЛЕТ ДО БОЛЬШОГО РАЗРЫВА: ГАЛАКТИКИ РАСПАДАЮТСЯ НА ОТДЕЛЬНЫЕ ЗВЕЗДЫ
- НАВЕРНОЕ, ИМЕННО ТАК БУДЕТ ВЫГЛЯДЕТЬ ЗЕМЛЯ ЗА ПОЛЧАСА ДО КОНЦА СВЕТА
- В материале использованы фотографии: Reuters