Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Однако не все галактики живут в одиночестве. Как указывалось, космический горизонт будет сжиматься, но только до того предела, где гравитация начинает компенсировать сжатие. Некоторые галактики существуют группами, такими как Местная группа, но гораздо больших размеров. Скопление Девы — это ближайшее звездное скопление, и в нем, возможно, 2000 гравитационно связанных галактик. В процессе, подобном испарению отдельной галактики, со временем скопление Девы также испарится. Когда это произойдет, скопление будет состоять из единственной галактики с массой примерно в 10 трлн раз больше массы Солнца. В конце концов та моногалактика Девы испарится и черная дыра в ее ядре будет иметь массу в 100 млрд масс Солнца, или даже больше.

Однако от того, что наш горизонт будет так близко, мы не сможем наблюдать ту черную дыру. Нам останется черная дыра с массой в 1 млрд солнечных масс в центре нашей собственной Галактики. И вы бы подумали, что это все. Черная дыра остается черной дырой.

Ну… практически всегда.

Как мы обсуждали в главе 5, черные дыры также могут испаряться. Этот процесс называется излучением Хокинга, по имени физика Стивена Хокинга, который впервые сформулировал постулат. Хотя это по-прежнему только теория — у нас нет под рукой черных дыр, на которых мы могли бы ее проверить, — но физика этого процесса хорошо изучена. Основной принцип заключается в том, что вследствие причудливых квантовых эффектов черные дыры могут излучать свою массу в виде субатомных частиц. В целом, это ужасно медленный процесс, и чем более массивна черная дыра, тем медленнее он протекает.

Повторюсь, нам нужно быть осторожными, когда мы говорим «медленный». Когда у нас есть 10 000 трлн лет, «медленное» может все равно произойти. При наличии достаточного времени черная дыра полностью испарится за счет излучения Хокинга.

Самая маленькая черная дыра звездной массы может иметь примерно три массы Солнца. Ей требуется много времени на то, чтобы, испуская частицы одну за другой, потихоньку израсходовать шесть октиллионов тонн вещества: примерно 10 66лет. Сегодня для нас это кажется вечностью. Но даже это — всего лишь мгновение ока по сравнению с тем, сколько времени требуется на испарение сверхмассивных черных дыр. Черная дыра в 1 млрд масс Солнца, которая когда-то была галактикой Млечный Путь (и Андромедой, и несколькими другими из Местной группы), полностью испарится за колоссальные 10 92лет.

И это все. Никакие аналогии больше не приходят в голову. Сдаюсь. Я надеялся придумать что-то вроде — если бы продолжительность жизни Вселенной до сегодняшнего дня была бы одним взмахом крыла колибри, тогда 10 92лет были бы наподобие, ну, наподобие чего-то, на что требуется очень много времени. Но даже сравнение единственного взмаха крыла колибри с теперешним возрастом Вселенной совершенно не в состоянии дать представление о соотношении сегодняшнего возраста Вселенной и 10 92лет. Это просто слишком большой временной интервал, он обращает наше ощущение реальности в пыль. Самая близкая аналогия, которую я смог придумать, — это сравнить массу протона с массой всей Вселенной, но эта аналогия никуда не годится. Аналогии должны облегчать понимание, но кто сможет представить массу протона и массу всего космоса, а потом осознать их пропорцию?

Хуже того, эта аналогия на самом деле не дотягивает до реальности. Отношение 10 92лет к настоящему возрасту Вселенной составляет примерно 10 82, а отношение массы Вселенной к массе протона — 10 79. Аналогия не дотягивает в 1000 раз.

Поэтому я сдаюсь. Теперь вы сами придумывайте аналогии.

Но, возможно, с нами все равно покончено. Самый массивный объект во Вселенной испарился в ходе самого медленного процесса во Вселенной. После его окончания мало что остается. Вся наблюдаемая Вселенная будет всего 1 или 2 млн световых лет в поперечнике и состоять из бессчетных электронов, позитронов, нейтрино, горстки экзотических частиц и крайне низкоэнергетических протонов. Это будет невероятно глубокий вакуум, гораздо глубже, чем что-либо существующее сегодня.

И это все. Все, что осталось. Как только исчезают черные дыры, с ними уходит и все знакомое нам в нашей Вселенной.

Вселенная будет мертва.

Теперь перед нами простираются бесконечные пучины времени. В этот момент наша математика перестает работать. Вселенная представляет собой такой разреженный суп, что для сближения любых двух частиц понадобятся бессчетные годы. А если они сблизятся, что произойдет? Если обе эти частицы — электроны, они оттолкнутся друг от друга и разлетятся в разных направлениях. Если одна — электрон, а другая — позитрон, они притянут друг друга, столкнутся и — хоп! Они превратятся в пару разлетающихся гамма-лучей.

Но куда они полетят?

От Вселенной, какой мы ее знаем сейчас, и следа не останется. Нет звезд, планет, людей. Даже материи. Все они уже давно распались, разрушились, превратились в разреженную, как эфир, суспензию.

10 100лет, 10 1000, 10 1 000 000. Все по-прежнему. Ничто никогда не происходит и не произойдет. Вселенная темна, хаотична, безмолвна. И останется такой вечно.

Ну вот, опять это слово. Вечно.

Как мы уже много раз убеждались в этой главе, ничто не вечно. Может быть, даже смерть Вселенной.

Существуют слабые надежды относительно окончательной судьбы Вселенной. Большинство включают полное уничтожение Вселенной, какой мы ее знаем, и возникновение чего-то совершенно нового и не похожего на прошлую Вселенную.

Возможно, вы посчитаете это недостатком.

Но альтернатива — это скучная Вселенная, где никогда ничего не происходит. Поэтому давайте посмотрим, что тут у нас есть.

Большой взрыв был единичным событием. Каким-то образом в одном том событии были созданы вся материя, энергия, пространство и время, образуя Вселенную, какой мы ее знаем.

Но откуда пришло то событие?

Как обсуждалось ранее, есть теории, согласно которым имеется Метавселенная, некое другое место, которое существует вне наших рамок пространства и времени. В нем возникло небольшое квантовое вспучивание, и из него образовалась наша собственная Вселенная. Если это действительно так, тогда в этом контексте смерть нашей Вселенной — не такое уж большое дело. Та другая Вселенная может по-прежнему существовать, и возможно, что от нее отпочковались и бесчисленные другие вселенные. Не исключено, что в них действуют совершенно другие законы физики (может быть, в одной из них скорость света равна нескольким километрам в час, а не 300 000 км/с, а в другой масса электрона больше массы протона, а не наоборот, как у нас). Также возможно, что наша собственная Вселенная постоянно это делает — даже сейчас, в других «местах», за пределами того, что мы видим и можем исследовать, появляются и начинают существовать крошечные детеныши-вселенные. Тем не менее, согласно всем нашим представлениям о физике, в реальности мы никогда не узнаем об этих других вселенных, так что, по большому счету, они для нас не существуют.