Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Вполне вероятно, что через, скажем, квинтиллион лет или около того наше понимание физики может измениться. Я вполне допускаю такое! Однако на данный момент мы мало что можем сказать об этом.

Но возможно, мы исходим из неверной предпосылки. Может быть, нам нужно спросить: на самом ли деле Большой взрыв явился первопричиной? Или было какое-то другое событие, которое запустило космос?

Существует другая идея, пока не очень проработанная, теория экпиротической вселенной (что на греческом языке означает «воспламеняющаяся»), согласно которой Вселенная уже невероятно старая. Сначала это была, по сути, гигантская пустота, где ничего интересного не происходило (очень похоже на ситуацию, на которой мы остановились, через 10 100лет). В соответствии с этой теорией существуют другие вселенные с характеристиками, похожими на наши сегодняшние, но эти другие вселенные находятся вне нашего поля зрения. Они существуют в 11 измерениях, а не в четырех, знакомых нам (три пространственных измерения и одно временное), и плавают вокруг в этом экстрамерном пространстве. Называемые бранами , от слова мембраны , все они являются замкнутыми вселенными, во многом подобными нашей, и обыкновенно занимаются своими собственными делами.

Но иногда они сталкиваются.

Вы можете представить эти вселенные в виде плавающих параллельных плоскостей. Когда они налетают друг на друга, их содержимое очень энергично встряхивается. Согласно теории, от этого упорядоченность вселенных чрезвычайно нарушается, энергия и материя жутко разогреваются, и запускается расширение самого пространства.

Знакомое описание?

Возможно, это немного похоже на выдумку, однако все это часть очень сложных, но научных математических расчетов и физических теорий. Никто понятия не имеет, являются ли эти теории приемлемыми альтернативами модели Большого взрыва, или во многом это просто фантазии. Но эти идеи внутренне непротиворечивы и очень серьезно изучаются.

Если они разовьются, тогда для Вселенной, или по крайней мере для некой Метавселенной, еще есть надежда: это означает, что существуют и другие вселенные и они могут быть обитаемы. Мы в них никогда не попадем, поэтому нам не повезло, но, может быть, другие биологические виды в тех вселенных смогут выжить.

А для нас также есть некоторая надежда. Что случилось однажды, может случиться снова, особенно если подождать достаточно долго.

Через 10 100или 10 1000лет, сколько бы ни понадобилось, еще одна брана может столкнуться с нашей. При этом возникнет искра, от которой произойдет новый Большой взрыв, и наша Вселенная будет запущена еще раз. Когда такое случится, практически все, что происходило во Вселенной до того момента, будет уничтожено — пойдет на разжигание, если хотите, огня новой Вселенной. Повторюсь, для нас это плохо, но это означает цикличность реальности и шанс, что жизнь возникнет снова.

Опять же, слабое утешение. Но это возможность.

Не исключено, что в том далеком будущем нас ожидает и другая судьба, и мы даже не представляем что, после этого будет существовать.

Объекты обладают так называемым энергетическим состоянием . Это немного похоже на лестницу. На нижней ступеньке вы находитесь в самом низком энергетическом состоянии, а на верхней — в самом высоком. Между ними также есть энергетические состояния. Чтобы подняться на более высокие энергетические состояния, нужна (мышечная) энергия, а когда вы спускаетесь, вы эту энергию отдаете [145] Эта выделенная энергия главным образом преобразуется в звук (шагов) и движение (механический момент, когда вы спускаетесь). . В самом низу вы оказываетесь на минимальном уровне и останавливаетесь.

Так обстоят дела в атомах: электроны, мчащиеся вокруг атомного ядра, имеют определенные, доступные для них энергетические состояния, между которыми ничего нет (также как и вы не можете встать на четвертую с половиной ступеньку: ее не существует, поэтому вам приходится быть либо на четвертой, либо на пятой ступеньке). Это одна из самых базовых идей квантовой механики.

Возможно, Вселенная ведет себя точно так же. Мы представляем вакуум в пространстве как, ну, вакуум. Пустота. Лишенная материи и энергии, и следовательно, находящаяся в самом низком энергетическом состоянии.

Но, возможно, это не так: мы знаем, что в крайне малых масштабах пространство пузырится и кишит энергией (по сути, это основа излучения Хокинга). Итак, что, если мы находимся не на самом низком энергетическом уровне, не в самом низком энергетическом состоянии? Тогда то, что мы ощущаем сейчас, было бы «состоянием ложного вакуума», и мы могли бы сделать последний шаг вниз, спустившись в более низкое состояние.

Начальную точку этого движения вниз сложно спрогнозировать. Это может быть квантовый эффект, снова что-то наподобие излучения Хокинга: где-то, в каком-то месте во Вселенной крошечный фрагмент Вселенной внезапно переходит в более низкое состояние. Согласно этой теории, это единственное событие становится триггером, принуждая соседние области также перейти в более низкое состояние (представьте, что вы стоите на предпоследней ступеньке снизу, а с вами еще десять человек; вы спрыгиваете вниз и утаскиваете всех с собой). Запускается каскад, при котором все больше и больше фрагментов Вселенной переходит в более низкое состояние.

Этот туннельный эффект, как он называется, будет распространяться во все стороны в виде сферы со скоростью света или очень близкой к ней. Это немного похоже на рост кристаллов сахара в сверхнасыщенном растворе: как только вы запускаете его в каком-нибудь месте, все молекулы сахара прикрепляются там и из них вырастает леденец.

В этом случае, однако, леденец — это коллапс до истинного вакуума, а молекулы сахара — сама ткань пространства. Причиненный ущерб — в прямом смысле тотальный.

Внутри этого расширяющегося пузыря вакуумного коллапса законы Вселенной изменяются. Сами пространство и время заново переплетаются, становясь чем-то совершенно новым, о природе которого мы не в состоянии даже пытаться догадываться. Все, захваченное этой волной, будет полностью уничтожено.

И нет ничего, в прямом смысле, что могло бы остановить ее. Вся Вселенная сидит на втором снизу энергетическом уровне, поэтому, стоит расширяющемуся пузырю коснуться чего-то, все схлопывается. Каждая звезда, каждая планета, каждая черная дыра, каждый человек.

Если бы такое произошло сегодня, последствия были бы очень печальными. По всей вероятности, этого не произойдет, поскольку шансы на это крайне малы. Но если бы это событие ожидалось, скажем, через 10 200лет, было бы это настолько плохо? Поспорю, что было бы хорошо. К тому времени Вселенная будет мертвой, неподвижной, ничего в ней не будет напоминать обо всех тех годах кипучей жизни. Коллапс ложного вакуума в истинный вакуум, вероятно, вновь придал бы Вселенной энергии, дав ей второй шанс на жизнь.