"В своей работе «Умирающая Вселенная» американские космологи Фред Адамс из Мичиганского университета и Грегори Лофлин из Калифорнийского университета попробовали описать судьбу вечно расширяющегося мироздания. По их мнению, нашей Вселенной суждено пережить шесть эпох.
Первая из них длилась буквально одно мгновение: 10_-32 секунды. За этот миг Вселенная успела возникнуть в пламени Большого Взрыва и стремительно разрастись. Эту долю секунды называют «эпохой инфляции» (от латинского «inflatio» — раздувание).
Затем наступила «эпоха излучения». В ту пору Вселенная была заполнена густой, раскаленной смесью протонов и электронов. Постепенно эта смесь остыла до 3000 градусов по Цельсию, а бурлившие в ней элементарные частицы соединились в атомы. Вселенная стала прозрачна. Свет залил ее. Длилась эта эпоха почти 300 тысяч лет.
Прошло еще несколько миллионов лет. Из равномерного рассеянного газообразного вещества сформировались звезды, галактики и даже целые скопления галактик. Сегодня мы живем в середине так называемой эпохи звезд — третьей по счету эры, переживаемой нашим мирозданием. Солнце светит вот уже четыре с половиной миллиарда лет и будет светить еще столько же. Потом запасы его топлива иссякнут. Зато диаметр Солнца резко возрастет. Оно превратится в красного гиганта. На нашей планете все будет выжжено дотла. Исчезнут все следы жизни и цивилизации.
Через триллионы лет та же катастрофа повторится, но уже в глобальном масштабе. Скопления галактик распадутся, образуя громадные аморфные сгустки материи. В конце концов, останутся лишь такие долгоживущие объекты, как красные карлики. Все остальные звезды взорвутся, превратившись в сверхновые звезды, или же погаснут, став белыми карликами. Именно это и суждено нашему Солнцу: из красного гиганта оно превратится в карлика, мрачно повисшего среди испепеленных им же планет. Со временем его температура опустится ниже точки замерзания. Солнце перейдет в категорию крохотных звезд, которые именуют черными карликами. Что же касается красных карликов, то даже в самом конце своего существования они будут излучать свет так же ярко, как излучает его сейчас Солнце. Именно в окрестностях красных карликов могут сохраниться последние островки жизни в нашей Вселенной. Впрочем, по прошествии ста триллионов лет «сгорят» последние звезды. Их эпоха прекратится.
Начнется «эпоха распада». Вселенная будет пуста и холодна. Бессчетные поколения звезд исчерпают все запасы своего топлива — водорода и гелия. Исключения составят лишь коричневые карлики, чья масса была слишком мала, чтобы поддерживать термоядерную реакцию в звездной «топке». Они-то свое топливо сохранят, и потому при случайном слиянии двух звезд подобного типа образуется красный карлик. Впрочем, событие это будет очень редким. За весь огромный период времени — начиная с 10_14 и заканчивая 10_20 годами — в любом из шаровых звездных скоплений размером в нашу Галактику образуется всего-навсего от десяти до ста новых звезд. Кроме того, раз в триллион лет два столкнувшихся белых карлика будут порождать сверхновую звезду. Среди почти беспросветного мрака, что окутает нашу Вселенную, вспышка сверхновой звезды станет на редкость красочным событием.
В ту же эпоху плотность материи снизится так сильно, что распадутся галактики. Одни погасшие звезды, случайно сближаясь, будут сливаться друг с другом. Другие от соударений вылетят далеко за положенные им пределы и затеряются в межгалактическом пространстве. Все прочие глыбы, бывшие некогда звездами, провалятся в черные дыры, что образуются в центре прежних галактик. В этой кромешной тьме канет каждая десятая звезда.
Планеты, выжженные дотла, будут еще долго с монотонностью волчка кружиться возле своих звезд, но круги эти, постепенно сжимаясь, когда-нибудь ввергнут планеты в звездное чрево. По прошествии 10_20 лет не останется и их, свершивших свой путь по «спирали смерти», как выразился астроном Пол Дэвис из Аделаидского университета (Австралия).
После этой эпохи наше мироздание «окажется на перепутье». По одним теориям, описывающим судьбу Вселенной, протоны — основные элементы атомных ядер — со временем утратят стабильность и по прошествии 10_33 — 10_41 лет распадутся. Если это так, то вся материя превратится в электроны, позитроны, пи-мезоны, нейтрино и гамма-излучение. «Эпоха распада» окончится, облик нашей Вселенной радикально изменится.
Теперь единственными массивными образованиями в ней останутся черные дыры. Начнется их эпоха. Одни из них станут сродни крохотным кляксам, расплесканным во Вселенной. Другие окажутся огромными безднами, ненасытно истребляющими мироздание. Их масса будет во много миллионов раз больше массы Солнца. Но и они не вечны. Они тоже теряют свое содержимое. Что ж, «черные дыры не так черны» — писал Стивен Хоукинг на страницах книги «Краткая история времени». За счет квантовых эффектов они испарятся, превратившись в так называемое излучение Хоукинга. Сжавшись до размеров атома, черные дыры исчезнут из нашей Вселенной, выдав напоследок вспышку лучистой энергии. Последние из них, некогда обретавшиеся посредине галактик, рассеются, словно морок, по прошествии 10_100 лет. Лишь резкий отсверк гамма-лучей станет «эпитафией миллиардам почивших звезд, галактик и черных дыр» — отмечает Пол Дэвис.
Итак, во Вселенной не останется даже мало-мальски заметных скоплений материи. Исчезнут все 10_48 тонн материи, заполняющей наше мироздание сегодня. Лишь пары из позитронов и электронов будут кружиться по своим орбитам, чей радиус, возможно, окажется больше размеров всей нашей теперешней Вселенной. Это и немудрено: к тому времени размеры мироздания увеличатся в 10_40 раз.
Сия электронно-позитронная идиллия продлится 10_116 лет, но и ей положен предел. Вселенная, скатываясь вниз по вечной лестнице времени, теряет последние капли своего содержимого, словно отброшенный кем-то сосуд, кем-то великим и непостижимым. Но сам сосуд, повторимся, вечен! Нам же пришла пора попрощаться с этими электронами и позитронами, устроившими круговерть вселенских масштабов. Со временем, ибо оно отпущено им с лихвой, частицы, составившие эти пары, будут сталкиваться друг с другом и аннигилировать. По прошествии означенного срока исчезнут и электронно-позитронные пары.
Что же останется, когда не останется даже элементарных частиц? Во Вселенной пребудут еще кванты света — фотоны, но длина их волны увеличится до неимоверной цифры. Сохранится также и некоторое количество нейтрино. Эту эпоху исследователи окрестили «вечной тьмой». Провидеть дальнейший ход событий не берутся и они. Остается лишь задаться вопросом: не превратится ли Вселенная в конце концов в ту самую Пустоту, которая порождает новые вселенные?
Мы же вернемся на наше «перепутье мироздания». Мы предположили гибель протонов и с их исчезновением, пережив зоны аннигиляции, погрузились в вечную тьму. Посмотрим же и другой сценарий. Что если протоны окажутся стабильными? Почему бы и нет? До сих пор науке не известен ни один случай распада протонов. Если крепость их и впрямь незыблема, то судьба мироздания окажется совершенно иной. Погаснут последние вспышки аннигилировавших черных дыр, но еще долго после этого события по Вселенной будут носиться оледенелые остовы звезд и планет. Пройдут зоны времени, пока их атомы вследствие реакций распада или холодных термоядерных реакций не превратятся в железо — элемент с самой благоприятной конфигурацией энергии.
По оценке Ф. Дайсона, через 10_1500 лет все звезды, эти некогда ярко-огненные, раскаленные небесные тела, превратятся в ледяные шары, отлитые из безупречно гладкого металла.
Однако Вселенная все еще не достигла самого низкого и, значит, самого стабильного энергетического уровня. Железные шары, бороздящие космическое пространство, по-прежнему будут излучать какое-то количество энергии. Со временем они уменьшатся в размерах и превратятся в нейтронные звезды или черные дыры. Пройдет 10_10_26 лет, и самые крупные железные звезды породят черные дыры. Более мелкие звезды, те, чья масса в три с лишним раза меньше массы нашего Солнца, взорвутся, образуя нейтронные звезды. На все это у них уйдет 10_10_76 лет, срок, который даже помыслить трудно. Но пройдет и он. Вечность переборет все, хотя, как печально заметил Дж. Джойс, «к концу всех этих биллионов и триллионов лет вечность едва начнется». Между тем исчезнут последние железные шары, сновавшие по просторам нашего Универсума. Все пространство заполонит космическая пыль. Под действием силы тяжести отдельные пылинки время от времени будут сливаться друг с другом. Эти сгустки, коллапсируя, вновь превратятся в черные дыры, которые вслед за тем снова аннигилируют. Вселенная, как заезженная пластинка, будет какое-то время наигрывать одну и ту же мелодийку: сгущение, коллапс, аннигиляция, сгущение, коллапс, аннигиляция… Но когда-нибудь уничтожатся и эти остатки материи.
К тому времени вся жизнь во Вселенной, «свершив печальный круг, угаснет». В череде взрывов и вспышек, методично перемалывающих все содержимое вселенского сосуда, не найдется места ни для звезд, ни для планет, ни для людей. Нам останется лишь порадоваться за Вселенную (ведь сама-то она уцелеет!) и заключить нашу «хронологию» словами о том, что настоящих трудностей мы еще и не видывали.
Что впереди? «Холодно, холодно, холодно. Пусто, пусто, пусто. Страшно, страшно, страшно». И течет бесконечное Время. "



По материалам журнала "Знание-сила"


ЗЫ: цифры, вроде 10_33 следует читать как 10 в 33-й степени.