Жак Поль – Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты (страница 39)
Таким образом, вполне допустимо предполагать, что темная энергия со временем может ослабнуть и даже превратиться из отталкивания в притяжение, которое в сочетании с обычной гравитацией через сто миллиарда лет приведет Вселенную в состояние Большого сжатия. Космологи вновь допускают, что расширение Вселенной может прерваться и смениться фазой сжатия. Основными этапами этого «Большого взрыва наоборот» станут распад галактик, испарение звезд, распад атомов, дезинтеграция ядер, образование черных дыр, поглощающих все вокруг, и наконец, объединение всех черных дыр в одну гигантскую дыру, которая поглотит всю Вселенную. В результате должна образоваться одна сплошная сверхгорячая и сверхплотная сингулярность – вероятный зародыш новой Вселенной.
Некоторые космологи, как к примеру француз Орельен Барро, считают, что Большой взрыв – лишь переход к сегодняшней фазе расширения Вселенной от фазы сжатия, которая ей предшествовала. Этот переход следовало бы назвать не Большим взрывом, а скорее Большим отскоком – такое название подчеркивало бы идею смены фаз. Такие теоретические рассуждения вводят в научный обиход идею вечно существующей циклической Вселенной. Альберт Эйнштейн и американец Ричард Толман рассматривали циклическую модель еще в 1930-х годах в качестве вечной альтернативы модели расширяющейся Вселенной. Заметим, что философская концепция вечного возвращения пронизывает многие древние культуры: от индуистских верований до космогонии индейцев майя. Расцвет христианства в западном мире, несомненно, способствовал тому, что эти концепции были забыты. Однако в Европе эту идею подхватил великий немецкий философ Фридрих Ницше.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Большой взрыв (Начало расширения)
Расширение Вселенной ускоряется (4,8 миллиарда лет назад)
Радиус Шварцшильда (1916)
Большой разрыв? (Через 20 миллиарда лет)
Через 300 миллиарда лет
Коллапс Местной группы
Эллиптическая галактика Милкомеда, образованная в результате слияния Млечного Пути с туманностью Андромеды, поглощает остальные галактики Местной группы – формируется новая эллиптическая галактика невероятных размеров.
Далеко не все космологи склоняются к теориям Большого разрыва или Большого сжатия: большинство предлагают гораздо менее беспокойные сценарии будущего развития Вселенной. Темная энергия остается в этих сценариях главной действующей силой; ее истинная природа по-прежнему остается одной из самых больших загадок мироздания. Многие физики предпочитают трактовать ее как космологическую постоянную, величину, введенную Альбертом Эйнштейном, хоть он и отказался от нее несколько лет спустя. Это, несомненно, самая простая интерпретация: плотность темной энергии однородна и постоянна во всей Вселенной, не зависит от времени. Вдобавок, такая форма ее интерпретации кажется наиболее соответствующей результатам современных наблюдений. Темная энергия все быстрее растягивает ткань Вселенной; ее воздействие прослеживается в поведении гигантских гравитационно связанных структур, таких как скопления галактик, а в частности, и Местной группы.
Когда начнется процесс взаимопроникновения Млечного Пути и его соседки Мессье 31, Большой туманности Андромеды, многочисленные мелкие галактики Местной группы окажутся под воздействием гравитации двух огромных спиралей. Помимо двух Магеллановых Облаков, Млечный Путь удерживает еще десять карликовых эллиптических галактик. Одна из них, карликовая галактика в Стрельце, ближайшая к Млечному Пути, уже частично разрушена его мощными приливными силами. Среди «подданных» М31 тоже насчитывается добрая дюжина карликовых галактик, среди которых две самых крупных имеют эллиптическую форму – например М32, которая уже отдала M31 значительную часть своего звездного населения. В гравитационном поле М31 находятся также спиральная галактика в Треугольнике (М33), третья по размеру в Местной группе, и ее спутница, карликовая галактика в Рыбах. Лишь немногие галактики – члены Местной группы – не зависят от этих двух крупнейших систем.
Таким образом, складываются все условия для слияния Млечного Пути с туманностью Андромеды. Ждать его еще долго – триста миллиарда лет, но после него должны создаться условия для сжатия всей Местной группы, которая превратится в сверхгигантскую эллиптическую галактику. Такой процесс согласуется с новой популярной моделью холодной темной материи, которая также предполагает последовательное слияние малых структур и образование более крупных. Тем не менее в не слишком густонаселенной области Вселенной, где расположена Местная группа, образование гигантской эллиптической галактики будет идти гораздо медленнее, чем это происходит в гораздо более плотных недрах самых больших скоплений галактик.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Столкновение в Местной группе галактик (5,2 миллиарда лет назад)
Расширение Вселенной ускоряется (4,8 миллиарда лет назад)
Мессье 32 вливается в Андромеду (800 миллионов лет назад)
Слияние Млечного Пути с туманностью Андромеды (Через 4 миллиарда лет)
Большой разрыв? (Через 20 миллиарда лет)
Большое сжатие? (Через 100 миллиарда лет)
Через 1000 миллиард лет
Последние звезды
Расширение Вселенной ускоряется, все сверхскопления вокруг Ланиакеи исчезают за космологическим горизонтом. На небе остается только рассеянное гало из красных карликов.
Темная энергия не проявляется в каких-либо катаклизмах вроде Большого разрыва или Большого сжатия. Она позволяет времени течь и не мешает силам природы увлекать постепенно остывающую Вселенную в царство мрака и холода: Большое замерзание (Big Freeze). Конечно, следуя своей глубинной сущности, темная энергия продолжает растягивать ткань пространства и ускорять всеобщее расширение. Однако она не действует в недрах космических структур, связанных силами гравитации – даже если речь идет о самых крупных из них, о сверхскоплениях галактик. При все ускоряющемся расширении Вселенной сверхскопления отдаляются друг от друга, и, если наблюдатель находится в конкретном сверхскоплении, таком как Ланиакея, он видит, как остальные скопления с возрастающей скоростью удаляются от него.
Когда галактики Местной группы сливаются, образуя гигантскую эллиптическую структуру, эта сверхгалактика оказывается на периферии Ланиакеи. Ее небо постепенно пустеет по мере ускоряемого темной энергией всеобщего расширения пространства. Наконец наступает эпоха, когда свету, излучаемому каким-либо сверхскоплением, для достижения соседнего сверхскопления потребуется время, превышающее возраст Вселенной. Другими словами, все скопления галактик одно за другим уходят друг от друга за космологический горизонт. Через тысячу миллиарда лет небо Ланиакеи полностью опустеет. Еще до того как это случится во всех сверхскоплениях, галактики успеют слиться друг с другом, образуя невероятных размеров сверхгалактики, протянувшиеся на миллионы световых лет. Небо внутри такой сверхгалактики будет казаться затянутым молочным сиянием – слившимся светом триллионов звезда гигантской островной вселенной.
После истощения запасов межзвездного газа образование звезд прекращается. Прежде массивные звезды, образовывая планетарные туманности или взрываясь в виде сверхновых, выбрасывали в пространство достаточно вещества, чтобы из него могли формироваться следующие поколения звезд. Но через тысячу миллиарда лет эти источники материи иссякнут окончательно. Будут по-прежнему светить только звезды-долгожители: красные карлики. Температура на их поверхности меньше четырех тысяч кельвинов – они излучают в основном в красной части видимого спектра. Масса у них меньше половины солнечной, что и определяет невысокую температуру в их недрах, а значит, и низкую скорость реакций ядерного синтеза. Энергия, образующаяся в ходе этих реакций, достигает поверхности за счет конвекции, как в стоящей на огне кастрюле с водой. Вещество звезды непрерывно перемешивается, поэтому в ядерных реакциях используется весь содержащийся в ней водород – в результате, срок жизни такой звезды может превышать десять тысяч миллиарда лет.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Ланиакея, наше сверхскопление (6,8 миллиарда лет назад)
Расширение Вселенной ускоряется (4,8 миллиарда лет назад)
Большой разрыв? (Через 20 миллиарда лет)
Большое сжатие? (Через 100 миллиарда лет)
Через 10100 лет
Вселенная погружается в абсолютный холод
В космосе исчезли все звезды. Черные дыры испарились. Вселенная, в которой лишь изредка проносятся частицы все меньшей и меньшей энергии, остывает до абсолютного нуля.
После того как погасли все красные карлики, даже самые маленькие, во Вселенной воцаряется полная темнота. В ней остались лишь остывшие и ничего не излучающие останки звезд – «черные карлики». Превращение в «черного карлика» – судьба очень многих звезд. Только звезды больших масс эволюция превращает в сверхплотные объекты – нейтронные звезды или черные дыры. Сверхмассивные черные дыры, которые когда-то находились в ядрах галактик, тоже живут очень долго. Тем не менее, так как запасы межзвездного газа исчерпаны, а небесные тела всех видов коллапсировали, источников излучения во Вселенной больше не осталось. Лишь изредка еще происходят слияния остатков звезд, которые время от времени озаряют отдельные области Вселенной яростными, но краткими вспышками света.