Карл Саган - Космос

Ни одна из этих современных космологий не выглядит особенно привлекательной. Одна говорит, что Вселенная возникла около десяти или двадцати миллиардов лет назад и будет вечно расширяться, разгоняя галактики, пока последняя не исчезнет за нашим космическим горизонтом [191] В наше время расширение Вселенной не приводит к уходу галактик за горизонт, поскольку сам горизонт Вселенной расширяется со скоростью света. – Пер. . Тогда внегалактические астрономы потеряют работу, звезды остынут и умрут, сама материя распадется и Вселенная станет тонкой холодной дымкой из элементарных частиц [192] Судьба материи в открытой бесконечно расширяющейся Вселенной не совсем ясна. Такие объекты, как белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры, образованием которых завершается эволюция звезд, а также планеты и астероиды вполне способны существовать неограниченно долго. Существует, правда, гипотеза, что протон – основная частица, определяющая строение атомов, – может оказаться неустойчивой с периодом полураспада около 10 31 лет. В таком случае по прошествии времени, в 10 22 раз превышающего нынешний возраст Вселенной, в мире действительно не останется ничего, кроме очень небольшого количества излучения и легких элементарных частиц. – Пер. . Согласно другой теории – модели пульсирующей Вселенной – Космос не имеет ни начала, ни конца, мы находимся посреди бесконечного цикла космических смертей и перерождений, и никакая информация не сохраняется при переходе от одной пульсации к другой. Ни одна из галактик, звезд, планет, жизненных форм, цивилизаций, возникших в прошлом воплощении Вселенной, не перетекает в нынешнюю реальность, ни одна не минует Большого Взрыва, чтобы обрести известность в настоящем мироздании. Судьба Вселенной в обоих вариантах космологии рисуется довольно безрадостной, но нам остается только искать утешение в масштабах времени, о которых идет речь. Все описываемые события занимают десятки миллиардов лет и даже больше. Человечество и наши потомки, кем бы они ни были, могут многого достигнуть за десятки миллиардов лет, остающихся до гибели Космоса.

Если Вселенная и в самом деле пульсирует, то возникает ряд еще более странных вопросов. Некоторые ученые думают, что, когда расширение сменится сжатием, когда спектры далеких галактик приобретут голубое смещение, произойдет инверсия причинности и следствие станет предшествовать причине. Сначала по воде разойдутся круги, а потом я брошу камень в пруд. Сперва загорится факел, а потом я его подожгу. Вряд ли мы сможем понять, что означает подобная инверсия причинности. Будут ли люди рождаться в могиле и умирать в чреве матери? Потечет ли время вспять? Имеют ли смысл все эти вопросы?

Ученые задаются вопросом, что случается в пульсирующей Вселенной в критический момент, когда сжатие уступает место расширению. Некоторые думают, что в этот момент происходит спонтанное изменение законов природы, что физика и химия, которые задают порядок в нашей Вселенной, – это всего-навсего одно из бесконечного разнообразия возможных сочетаний законов природы. Нетрудно показать, что лишь очень ограниченный диапазон законов природы допускает существование галактик, звезд, планет, жизни и разума. Если законы природы непредсказуемо изменяются в критические моменты, только невероятно редкое совпадение заставит космический игровой автомат выкинуть джекпот – породить вселенную, допускающую наше существование [193] Законы природы не могут случайно перетасовываться в критических точках. Ведь тогда на одной из множества пульсаций, которые прошла Вселенная, реализовался бы закон тяготения, неспособный вызвать сжатие Вселенной. Позволь Вселенная реализоваться такому закону тяготения, она стала бы бесконечно расширяться, лишившись возможности в будущем пройти очередную критическую точку и испытать новую пульсацию с иным набором законов природы. Отсюда можно сделать вывод, что либо Вселенная существует на протяжении конечного времени, либо на возможные физические законы, действующие на каждой ее пульсации, наложены строгие ограничения. Если физические законы не полностью произвольно меняются в критических точках, значит, должны существовать закономерности или правила, определяющие, какие законы допустимы, а какие нет. Такой набор правил стал бы частью новой физики, стоящей над той, что существует сейчас. Наш язык недостаточно богат; похоже, в нем нет подходящего названия для такой новой физики. Слова «парафизика» и «метафизика» уже задействованы для обозначения иных и, по всей видимости, совершенно бесперспективных видов деятельности. Возможно, подойдет слово «трансфизика». – Авт. .

Живем ли мы во Вселенной, которая будет бесконечно расширяться, или в той, что испытывает бесконечные циклические пульсации? Это можно выяснить, тщательно подсчитав общее количество вещества во Вселенной или попробовав разглядеть край нашего космоса.

Радиотелескопы способны обнаружить очень слабые и очень далекие объекты. Заглядывая в бездны пространства, мы устремляем свой взор в глубины времени. Ближайший квазар находится примерно в полумиллиарде световых лет [194] В действительности ближайший известный квазар находится на расстоянии около 2 млрд. световых лет. – Пер. . Самый далекий, вероятно, в десяти или двенадцати миллиардах. Но глядя на объект, удаленный на двенадцать миллиардов световых лет, мы видим его таким, каким он был двенадцать миллиардов лет назад. Исследуя далекий космос, мы изучаем далекое прошлое, приближаемся к горизонту Вселенной, к эпохе Большого Взрыва.

В пустынном районе штата Нью-Мексико установлена система VLA (Very Large Array), состоящая из двадцати семи отдельных радиотелескопов. Электронные коммуникации соединяют телескопы в единую фазированную решетку, уподобляя их одному инструменту, в поперечнике достигающему десятков километров, что соответствует максимальному расстоянию между антеннами [195] Антенны комплекса VLA могут перемещаться по рельсовым путям и при максимальном удалении друг от друга располагаются на территории поперечником 36 км. – Пер. . В радиодиапазоне VLA имеет разрешающую способность, то есть возможность различать тонкие детали объектов, сравнимую с крупнейшими наземными оптическими телескопами.

Иногда радиотелескопы соединяют с телескопами на другой стороне земного шара, увеличивая базу до размеров, сопоставимых с диаметром Земли. В некотором смысле получается телескоп размером с планету [196] Такая техника радиоастрономических наблюдений получила название радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). - Пер. . В будущем возможен вывод телескопов на гелиоцентрическую орбиту, чтобы они находились с другой стороны от Солнца. В результате получится радиотелескоп, сравнимый по размеру с внутренней частью Солнечной системы. Подобные телескопы могут раскрыть внутреннее строение и природу квазаров. Возможно, удастся найти эталонную свечу для квазаров и определить расстояние до них методом, независимым от их красных смещений. Разобравшись в строении самых далеких квазаров и природе их красного смещения, мы, возможно, узнаем, было ли расширение Вселенной быстрее миллиарды лет назад, не замедляется ли оно [197] В последнее время наблюдения вспышек далеких сверхновых говорят о том, что расширение Вселенной, возможно, не замедляется, а наоборот, ускоряется. Чтобы объяснить это неожиданное явление, приходится предположить, что физический вакуум, т. е. буквально само пространство Вселенной, содержит огромную скрытую энергию, которая создает в космологических масштабах эффект, противодействующий гравитации. Открытие космического вакуума, если оно подтвердится, повлечет за собой коренной пересмотр устоявшихся представлений о современном состоянии Вселенной. Оно ставит ряд новых принципиальных проблем как в космологии, так и в фундаментальной физике. — Пер. и ожидает ли нашу Вселенную коллапс в будущем.