Кэти Мак - Конец всего. 5 сценариев гибели Вселенной с точки зрения астрофизики

В процессе написания этой книги я получила радостную новость о том, что Пиблс был награжден Нобелевской премией 2019 года за вклад в развитие теоретической стороны этого открытия. Так что, возможно, в мире все-таки есть какая-то справедливость. Правда, на голубей она не распространяется.

Проницательный читатель помнит, что на самом деле это человеческий организм ощущает инфракрасный свет как тепло. (Прим. ред.)

«Абсолютно черным телом» называется гипотетический объект, который поглощает весь падающий на него свет и излучает его в виде тепла. Разумеется, в природе не существует таких идеальных объектов; все тела отражают немного света, а часть его поглощается без переизлучения. Однако большинство материалов при нагревании начинают светиться, и характер этого свечения примерно соответствует форме кривой излучения черного тела.

Весь свет находится в микроволновой части спектра, поэтому «красные» области соответствуют низкочастотному микроволновому излучению, а «синие» – высокочастотному микроволновому излучению, однако при составлении карт мы используем именно цвета, например красный и синий, которые способен различать человеческий глаз.

Единица названа в честь Макса Планка, одного из создателей квантовой теории. Существуют также такие единицы, как планковская энергия, длина и масса, определяемые через различные комбинации фундаментальных констант, одной из которых является постоянная Планка, имеющая первоочередное значение для всего, что обладает квантовой природой. Если вы обнаружите в своих уравнениях постоянную Планка, готовьтесь к появлению различных странностей.

В этом упрощенном объяснении есть один нюанс, который не дает мне покоя. С одной стороны, я говорю, что эти области никогда не взаимодействовали друг с другом, однако я также заявляю, что Вселенная началась с сингулярности, где, как можно предположить, расстояния между всеми объектами были равны нулю. Причина, по которой это не решает проблему, заключается в следующем. Возьмите две точки, которые в настоящее время находятся на противоположных сторонах небосвода. Предположим, что в нулевое время расстояние между ними равнялось нулю. Проблема заключается в том, что во все последующие моменты времени эти области не взаимодействовали между собой и не могли обмениваться информацией (например, лучами света, несущими информацию о температуре). «А как насчет самого нулевого момента?» – спросите вы. Несмотря на то что мы можем обозначить первый момент как нулевой, речь буквально идет о нулевом времени, поскольку само время началось с сингулярности. Так что до этого момента у этих точек не было времени для обмена информацией (потому что не было самого времени), и каждый последующий момент имеет ту же проблему, связанную со слишком большой их удаленностью для обмена информацией.

Проницательный читатель, конечно же, замечает разницу в значении этого термина в физике и биологии. (Прим. ред.)

Сегодня мы обнаруживаем антиматерию в некоторых видах взаимодействия частиц, однако в основном мы замечаем ее тогда, когда частица встречает свою античастицу и происходит их аннигиляция (взаимное уничтожение) с выделением энергии.

Кроме того, они дают нам подсказку относительно возможного конца времен: результаты недавних открытий говорят о том, что Вселенная может погибнуть в любой момент совершенно неожиданным образом. Однако обо всем этом мы поговорим далее в книге; давайте не будем забегать вперед. Скорее всего, нам все-таки удастся дожить до главы 6.

На первый взгляд может показаться, что быть центром собственной Вселенной очень весело. Но это лишь до тех пор, пока вы не учтете тот факт, что все, что вас окружает, пытается как можно скорее вас покинуть.

Иногда мы испытываем похожие трудности при попытке отличить «маленькие» объекты от «удаленных».

В астрономическом сообществе его часто называют просто «Законом Хаббла», однако в 2018 году Международный астрономический союз принял решение официально признать вклад Леметра, добавив в название закона его фамилию. И я, сама будучи теоретиком, это одобряю.

В «ближайшей» части Вселенной, где скорости удаления объектов относительно малы, эта задача сводится к простому делению: скорость, деленная на постоянную Хаббла, равна расстоянию. В случае с более удаленными объектами все несколько осложняется тем фактом, что постоянная Хаббла на самом деле не одинакова на всем протяжении космического времени, а при очень высоких скоростях пропорциональность не является строгой. В целом можно с уверенностью предположить, что если что-то в космологии звучит предельно просто, то это некое приближение, особый случай, или Теория всего, которую мы искали на протяжении всей своей жизни. (На третий вариант я бы не ставила.)

Технически мяч и Земля притягивают друг друга, поскольку гравитация действует в обе стороны, однако воздействие, которое оказывает на Землю гравитационное поле мяча, не то чтобы сильное.

Возможно, вы спросите, нельзя ли просто измерить скорость расширения сейчас и через десять лет, и посмотреть, как она изменилась за это время. К сожалению, текущий уровень технологий не позволяет проводить столь точные измерения, однако в ближайшие десятилетия мы, вероятно, сможем провести такое сравнение.

А также другие незначительные объекты, вроде планет и людей, которыми в ходе нашего обсуждения вполне можно пренебречь.

Как поется в песне легендарной группы D: Ream, «дальше будет только лучше» (things can only get better).

Наше нынешнее понимание не говорит о невозможности сжатия Вселенной. Если темная энергия, о которой мы поговорим в следующей главе, обладает особенно странными и неожиданными свойствами, она может обратить процесс расширения пространства вспять. Однако полученные до сих пор данные на это не указывают.

Как ни странно, мы до сих пор точно не знаем, какой из этих механизмов является основным. Мы просто наблюдаем взрыв звезды и знаем, что в этом замешан, по крайней мере, один белый карлик.

Надо признать, у этого парня было очень много хороших идей.

Вы понимаете, что излишне требовательны, когда вам мало простого спасения Вселенной.

Если бы вы находились в другой галактике в совершенно иной части Вселенной, ваша наблюдаемая Вселенная также была бы ограничена сферой с радиусом в 45 миллиардов световых лет. Понятие «наблюдаемой Вселенной» крайне субъективно.