Виктор Комаров - Занимательная астрофизика

Гораздо сложнее обстоит дело с «построением» картины будущего. Это всегда чисто теоретическая экстраполяция, прямая проверка которой невозможна. В полной мере подтвердить ее или опровергнуть может только само дальнейшее развитие событий, само будущее: Но если теории, на которые мы опираемся, в достаточной степени обоснованы, то такая экстраполяция все же представляет известный интерес. Во всяком случае она рисует нам принципиально возможные варианты тех событий, которые могут произойти в грядущем.

Как известно, существуют два основных варианта возможного будущего нашей Вселенной. Либо разбегание галактик в какой-то момент прекратится и Вселенная начнет сжиматься, либо это расширение будет продолжаться неограниченно. В первом случае Вселенная, видимо, в конце концов вернется к первоначальному сверхплотному состоянию. А что произойдет во втором?

Данные современной физики позволяют обрисовать наиболее существенные моменты соответствующего развития событий.

Настанет время, запасы водорода во Вселенной исчерпаются — образование звезд прекратится. Существовавшие до этого звезды полностью израсходуют водород и превратятся либо в холодные тела, либо в черные дыры. Произойдет это примерно через 10 14лет, т. е. через промежуток времени, в 10 тысяч раз превосходящий современный возраст нашей Вселенной.

А какая судьба ожидает звездные острова-галактики? Под действием случайных возмущений отдельные звезды из их внешних частей будут выбрасываться в межгалактическое пространство. Центральные области галактик будут сжиматься и превращаться в сверхмассивные черные дыры, которые своим чудовищным притяжением станут втягивать в себя и поглощать еще оставшиеся звезды. Это случится через 10 19лет, т. е. тогда, когда все звезды уже давным-давно погаснут.

Какие события ожидают Вселенную в дальнейшем? Как мы уже знаем, среднее время жизни протона около 10 32лет, после чего он должен распасться. Продуктами такого распада являются позитрон и излучение в виде фотонов и нейтрино; возможно также образование нескольких электронно-позитронных пар. Что же касается нейтронов, то, как мы уже знаем, в свободном состоянии они довольно быстро распадаются на протоны, электроны и антинейтрино. А в атомных ядрах они ведут себя подобно протону.

Следовательно, через 10 32лет все ядра вещества полностью распадутся. Но еще останутся во Вселенной черные дыры: не очень массивные, образовавшиеся в результате коллапса звезд, и сверхмассивные, возникшие при сжатии центральных частей галактик. Но, как уже говорилось выше, и черные дыры не вечны — они постепенно «испаряются». В течение 10 69лет исчезнут звездные черные дыры, а через 10 96лет такая же участь постигнет и сверхмассивные. Наступит эра излучения…

Через 10 100лет во Вселенной останется только излучение и электронно-позитронная плазма, рассеянная в пространстве с невообразимо малой плотностью: одна частица в объеме пространства, в 10 185раз превосходящем объем наблюдаемой в настоящее время Вселенной.

Не вызывает ли подобная картина будущего Вселенной ощущения безысходного пессимизма? Ведь невольно возникает вопрос: а что же будет с жизнью?

Известный американский физик Ф. Дайсон считает, например, что и в такой Вселенной жизнь все-таки сохранится, хотя и в совершенно непривычных нам формах. Но ее пульс будет биться все медленнее и медленнее. Ведь и наша собственная современная жизнь по сравнению со стремительным темпом событий, происходивших в первые секунды расширения Вселенной, — это нечто чрезвычайно медленное и растянутое в пространстве.

Источником нашего оптимизма должно служить и то обстоятельство, что от катастрофических изменений в состоянии Вселенной нас отделяют десятки, сотни, а возможно, и тысячи миллиардов лет. Это не следует понимать как совет встать на пресловутую точку зрения: «после нас хоть потоп». Речь идет о том, что, познавая все более глубокие закономерности окружающего мира, человек приобретает возможность управлять все более сложными природными процессами. И не исключено, что через миллиарды лет, а возможно и раньше, человек сумеет изменять по своему желанию течение явлений даже космического порядка.

Наконец, следует напомнить и о том, что картина будущего Вселенной, которую мы нарисовали с позиций современной физики и астрофизики, — это лишь теоретическая экстраполяция. В процессе дальнейшей эволюции материи могут возникнуть необычайные условия, способные породить неизвестные нам процессы и вызвать к жизни неизвестные нам силы, которые существенным образом могут повлиять на ход событий и в корне изменить ситуацию.

В последние годы на страницах газет и журналов, особенно зарубежных, то и дело появляются сенсационные сообщения о будто бы обнаруженных следах практической деятельности инопланетных разумных существ, а спустя некоторое время эти сообщения подвергаются уничтожающей критике со стороны специалистов. С другой стороны, сами ученые в связи с проблемой внеземных цивилизаций ставят и вполне серьезно обсуждают такие вопросы, которые на первый взгляд относятся скорее к области научной фантастики.

Чем это объяснить? И вообще: можно ли считать проблему внеземных цивилизаций научной проблемой? Ведь речь идет об изучении объекта, о котором мы не только не располагаем ни прямыми, ни косвенными данными, но относительно которого у нас нет даже уверенности в том, что он реально существует.

Возникает вполне закономерный и естественный вопрос: можно ли изучать «то, чего нет», и если можно, то каким образом? И что представляет собой то знание, которое в результате такого исследования мы получим? О чем оно?

В истории науки известно немало случаев, когда в той или иной области исследований, по крайней мере в течение определенного времени, реально наблюдаемого объекта не существовало. Так, экспериментальное обнаружение многих элементарных частиц происходило значительно позже их теоретического предсказания. Предсказано было и существование ряда астрономических объектов, например, нейтронных звезд. И это не мешало ни физикам, ни астрофизикам успешно заниматься изучением свойств подобных «теоретических» объектов, которых еще «не было в наличии».

Если говорить о проблеме внеземных цивилизаций, то здесь предметом исследования как раз и является теоретический объект. Объект, построенный путем обобщения наших представлений о земной жизни и разуме и свойствах Вселенной.

Каковы же те способы, с помощью которых в науке решаются сложные задачи, подобные проблеме внеземных цивилизаций?