Современные теории о предстоящей эволюции вселенной
Современные теории о предстоящей эволюции вселенной
Время от времени нынешнюю стадию эволюцию Вселенной можно сопоставить с фейерверком, который окончился. Остались пылающие искры, пепел и дым. Мы стоим на остывшем поле, вглядываясь в стареющие звезды и вспоминая красоту и сияние Вселенной.
Что все-таки ждет нашу Вселенную в дальнейшем, если она будет неограничено расширяться? О процессе продолжающегося расширения нашей Вселенной свидетельствуют практически все данные наблюдений. По мере расширения места материя становится все более разреженной, галактики и их скопления все более удаляются друг от друга, а температура фонового излучения приближается к абсолютному нулю. С течением времени все звезды окончят собственный актуальный цикл и перевоплотился или в белоснежных карликов, остывающих до состояния прохладных темных карликов, или в нейтронные звезды либо темные дыры. Эпоха святящегося вещества завершится, и черные массы вещества, простые частички и прохладное излучение будут глупо разлетаться в безпрерывно разряжающейся пустоте.
Вобщем, темные дыры не останутся без работы. Имея на то довольно времени, темные дыры всосут неограниченное количество вещества вселенной. Если теория Хокинга верна, то темные дыры будут продолжать испускать излучение, но черным дыры (с массой равной массе Солнца) будет нужно очень долгое время, до того как это приметно изменит что-то. Фоновое излучение остынет еще ранее, чем темные дыры начнут источать больше, чем они будут всасывать из этого фонового излучения. Таковой момент настанет тогда, когда возраст Вселенной станет приблизительно в 10 миллионов раз больше предполагаемого на сей день. Должно пройти около 10 66 лет, до того как темные дыры солнечной массы начнут взрываться, выбрасывая потоки частиц и излучения.
Дж. Б. Берроу из Оксфордского института и Ф. Типлер из Калифорнийского института в собственных работах нарисовали картину отдаленного грядущего неограниченно расширяющейся Вселенной. Даже снутри старенькой нейтронной звезды сохраняется еще довольно энергии. Чтоб временами докладывать частичкам, находящимся поблизости ее поверхности, скорость, превосходящую скорость убегания. Подразумевается, что в итоге этого через довольно длительное время все вещество нейтронной звезды должно улетучиться. Распадутся и темные дыры, вызвав рождение (в равных пропорциях) частиц и античастиц. По воззрению Берроу и Типлера, если припас энергии во Вселенной достаточен только для того, чтоб обеспечить ее неограниченное расширение, то эффект электронного притяжения в электронно-позитронных парах перевесит и гравитационное притяжение и общее расширение Вселенной как целого. За определенное конечное время все электроны проаннигилируют со всеми позитронами. В итоге последней стадии имеющейся материи окажутся не разлетающиеся прохладные черные тела и темные дыры, а безбрежное море разреженного излучения, остывающего до конечной, всюду схожей, температуры.
2-ое начало термодинамики указывает, что конец эволюции Вселенной наступит, когда выровняется температура ее вещества. Потому что тепло передается от более теплых тел к более прохладным, различие их температур с течением времени сглаживается, и совершение предстоящей работы становится неосуществимым. Эта идея о «тепловой смерти» Вселенной была высказана еще в 1854 г. Г. Гельмгольцем (1821-1894). Любопытно, что наше современное представление о неограниченно расширяющейся Вселенной совместно с концепцией квантового излучения темных дыр, которая базирована на аналогии меж гравитацией и термодинамикой, привели (более кружным методом) к этим же выводам, что сделал Гельмгольц.
Мы не можем знать точно, каковой будет финал противостояния расширения Вселенной и гравитационного притяжения ее вещества. Если одолеет тяготение, то Вселенная когда-нибудь сколапсирует в процессе Огромного сжатия, которое возможно окажется концом ее существования, или прелюдией к новенькому расширению. Если же силы тяготения проиграют «сражение», то расширение будет длиться неограниченно длительно, но тяготение будет продолжать играть существенную роль в определении окончательного состояния вещества. Вещество может перевоплотиться в безбрежное море однородного излучения, или продолжится рассеивание черных прохладных масс. В неясном дальнем будущем прошедшая эра звездной активности возможно окажется только кратчайшим мгновением в нескончаемой жизни Вселенной.
На сегодня все данные молвят о том, что наша Вселенная обречена на вечное расширение. Многим была бы по нраву пульсирующая модель Вселенной, дающая надежду на возрождение пусть не живых созданий, то, по последней мере, таких обычных нам вещей, как вещество и излучение. В любом случае нам остается принимать судьбу космоса таковой, как она есть: Вселенную не выбирают.