Что ждет вселенную: взгляд в будущее до финального конца всего сущего

Люди, которые утверждают, что знают, как выглядит будущее всего сущего, были всегда. Но когда сегодня об этом говорят астрономы, их предсказания имеют более солидную основу, чем у прочих провидцев. А все потому, что у астрономов есть данные, много данных, которые позволяют заглянуть в прошлое на многие миллионы лет. В этом смысле это не какой-то сложный фокус, а исключительно математический расчет, который позволяет экстраполировать будущее вселенной. Конечно, и здесь возможны различные спекуляции, но наши знания о глобальном космическом будущем никогда еще не были более обоснованными, чем сегодня.

Особая комбинация расположения Земли и Луны обеспечила возможность жизни на нашей планете. Как показывают текущие расчеты, Земля и ее естественный спутник в конечном итоге сгорят в Солнце.Фото: APA/AFP/NASA/HO

Для начала вернемся к нашему миру и его неизбежной гибели. Все прекрасно понимают, что Земля не будет существовать вечно. Но как закончится земная жизнь, существует несколько вариантов. Неконтролируемый парниковый эффект, столкновение с астероидом или звездные взрывы могут легко убить жизнь на Земле, но не уничтожат саму планету.

Красно-бело-холодный конец

Судьба Земли во многом зависит от Солнца, и, в отличие от нас, людей, Земля может прожить еще семь миллиардов лет. Со временем ядерный синтез водорода в гелий на Солнце примет такие пропорции, что наша звезда превратится в красного гиганта, и она поглотит Землю. Поначалу физики еще предполагали, что Земле удастся избежать этой судьбы, но, как показывают современные расчеты, эта надежда, увы, несбыточна.

Эта размытая фотография красного гиганта была сделана Европейской Южной обсерваторией ESO в 2017 году телескопом Very Large Telescope. Это позволяет представить себе, как будет выглядеть со временем и наше Солнце. Фото: APA/AFP/European Southern Observatory

В какой-то момент ядро Солнца станет настолько плотным и горячим, что гелий сольется с более тяжелыми элементами. Выбросы приведут к тому, что Солнце сбросит свою внешнюю оболочку, оставив только раскаленное ядро размером с нашу теперешнюю Землю, и превратится в белого карлика. А еще через несколько миллиардов лет Солнце вместе с нашими остатками станет темным и холодным.

Как священник придумал Большой взрыв

Это то, что касается нашей Солнечной системы. Но ведь существует и остальная вселенная. Поначалу физик Альберт Эйнштейн, которому мы обязаны основами нашего понимания космоса, считал вселенную статичной. Но он ошибался. В 1927 году бельгийский астрофизик и священник Жорж Леметр опубликовал работу, в которой он утверждал, что вселенная расширяется - тезис, который подтвердился многочисленными и всесторонними измерениями. Таким образом можно было наблюдать, что галактики удаляются все дальше и дальше от нас.

При этом расширение Вселенной позволяет также делать выводы о ее происхождении: Леметр пришел к умозаключению, что вселенная была создана взрывом первичного атома, в котором была сжата вся энергия. Критики этого тезиса назвали его «Теорией Большого взрыва» (Big Bang Theory). В частности, такие физики как Эйнштейн или Артур Эддингтон, изначально отвергли эту идею, так как такой подход показался им слишком религиозным - они считали, что не могло все начаться с подобного Сотворению взрыва. Но, в конце концов, Леметру удалось убедить в своей правоте не только католическую церковь, но и ученых.

Большинство современных физиков считает, что вселенная образовалась в результате Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад. Графика: Fatih Aydogdu, Quelle: Nasa/CXC/M. Weiss

Большие разборки

С конца 1990-х годов мы знаем, что вселенная не только расширяется, но и что этот процесс даже ускоряется. Что касается будущего развития космоса, то оно определяется двумя силами: расширением, которое, с одной стороны, разделяет вселенную, и гравитацией, которая сжимает ее, с другой. В зависимости от того, какая сила победит, мы движемся либо к абсолютному холоду, либо к смертельной жаре.

И сейчас существует несколько физических теорий, которые конкурируют между собой, продвигая свою версию конца всего сущего. При этом во всех них с избытком используется превосходная степень, и каждая из этих теорий претендует на обладание атрибутом «большой». И «Большое сжатие» и «Большой холод» - это лишь две теории из «большой» серии подобных прогнозов. Теория Большого холода (англ. Big Freeze, Big Whimper) делает ставку на продолжение расширения вселенной. И большинство имеющихся астрофизических данных подтверждают эту теорию. При этом, считают сторонники такого развития событий, вселенная продолжит остывать и, в конце концов, достигнет точки температуры абсолютного нуля. А вот в теории Большого сжатия (Big Crunch) ставка делается на гравитацию, которая все сожмет и раздавит: все будет постепенно становиться все более горячим и плотным, пока все вселенная снова сконцентрируется в одной единственной точке - такой себе Большой взрыв наоборот.

«Ничто» не существует

Осталось только уточнить, что же на самом деле будет, когда ничего не останется. В этом отношении современная физика имеет обнадеживающее сообщение. И это связано с фундаментальным принципом квантовой механики - принципом неопределенности Гейзенберга.

Физик Вернер Гейзенберг понял в 1927 году, что энергия и время, а также место и импульс не могут быть определены точно в одно и то же время. Даже в совсем пустом пространстве в течение очень коротких периодов времени могут происходить колебания энергии - так называемые колебания вакуума. Их значение оценивается в научном мире неоднозначно, но при этом их однозначно понимают, как нечто фундаментальное, что обязательно останется, если однажды вселенная все же уступит место пустоте. И как бы не выглядел окончательный конец вселенной, теперь уже ясно: «Ничто» не существует!