Пять возрастов Вселенной

Адамс Фред

И хотя к сто пятидесятой космологической декаде обезьяны, печатные машинки и отпечатанные листы будут уничтожены не единожды, само время, конечно же, не закончится. Пристально глядя в мрак будущего, мы в большей степени ограничены нехваткой воображения и, быть может, неадекватностью физического понимания, чем действительно малочисленным набором подробностей. Более низкие уровни энергии и кажущаяся нехватка активности, которые ожидают Вселенную, более чем компенсируются увеличившимся количеством имеющегося у нее времени. Мы можем с оптимизмом смотреть в неопределенное будущее. И хотя нашему уютному миру суждено исчезнуть, огромное множество интереснейших физических, астрономических, биологических и,

возможно, даже интеллектуальных событий еще только ожидают своего часа, по мере того как наша Вселенная продолжает свой путь в вечную тьму.

Пространственно-временная капсула

Несколько раз на протяжении этой биографии Вселенной мы сталкивались с возможностью отправления сигналов в другие вселенные. Если бы нам удалось, например, создать вселенную в лабораторных условиях, в нее можно было бы передать зашифрованный сигнал, прежде чем она утратит причинную связь с нашей собственной Вселенной. Но если бы вы могли послать такое сообщение, что бы вы написали в нем?

Наверное, вам захотелось бы сохранить самую суть нашей цивилизации: искусство, литературу и науку. У каждого читателя будет какая-нибудь идея насчет того, какие составляющие нашей культуры следует сохранить таким образом. Тогда как у каждого человека было бы на этот счет свое мнение, мы повели бы себя очень недобросовестно, если бы не внесли хоть какого-то предложения по архивации какой-нибудь части нашей культуры. В качестве примера мы предлагаем заключенную в капсулу версию науки, или, точнее, физики и астрономии. Среди самых основных посланий могли бы быть следующие:

• Вещество состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из более мелких частиц.

• На малых расстояниях частицы проявляют свойства волны.

• Природой управляют четыре фундаментальные силы.

• Вселенная состоит из эволюционирующего пространства-времени.

• Наша Вселенная содержит планеты, звезды и галактики.

• Физические системы эволюционируют в состояния с более низкой энергией и возрастающим беспорядком.

Эти шесть пунктов, универсальная роль которых к данному моменту должна быть ясна, можно считать сокровищами наших достижений в физических науках. Возможно, это самые важные физические концепции, которые наша цивилизация открыла к настоящему моменту. Но если эти концепции — сокровища, то их венцом, несомненно, следует считать научный метод. Если есть научный метод, то при наличии достаточного времени и усилий все эти результаты получаются автоматически. Если бы существовала возможность передать в другую вселенную всего одну концепцию, представляющую интеллектуальные достижения нашей культуры, то самым стоящим посланием был бы научный метод.

Словарь специальных терминов

А

Абсолютно черное тело. Объект с постоянной температурой, поглощающий все падающее на него излучение; такой объект испускает свет четкого определенного спектра излучения.

Адроны. Класс частиц, состоящих из кварков и антикварков. Подклассом этих адронных частиц, содержащих три кварка, являются барионы, тогда как подкласс частиц, содержащих один кварк и один антикварк, называется мезонами.

Активное ядро галактики. Центральная область галактики с сильным источником света, предположительно поддерживаемая сверхмассивной черной дырой.

Антивещество. Частица каждого типа

имеет связанную с ней античастицу — другую частицу с такой же массой, но зарядом противоположного знака. Эти античастицы могут аннигилировать со своими партнерами. Именно античастицы составляют антивещество.

Б

Бариогенез. Образование суммарного избытка барионов над антибари-онами. Другими словами, в результате этого процесса наша Вселенная состоит, главным образом, из вещества, а не из антивещества.

Барион. Сложная частица, состоящая из трех кварков (любых трех из шести возможных). Большинство барионов в нашей Вселенной — это протоны или нейтроны.

Барионное вещество (материя). Обычное вещество, состоящее из протонов, нейтронов и, возможно, других барионов.

Белый карлик. Объект, относящийся к классу звездных остатков и существующий за счет давления вырожденного электронного газа. В белых карликов в конце своей жизни превращаются звезды, масса которых составляет от одной десятой до восьми масс Солнца.

Большой взрыв. Взрыв, знаменующий начало эволюции Вселенной. Это событие происходит в момент времени t = 0и представляет собой состояние бесконечной плотности и температуры.

Большое сжатие. Последнее событие, завершающее эволюцию (замкнутой) Вселенной, переживающей повторное сжатие. Это событие представляет собой состояние бесконечной плотности и температуры.

В

Великое объединение. При очень больших значениях энергии, около 10 ¹⁶ГэВ, или 10 ²⁹градусах Кельвина, сильное взаимодействие, слабое взаимодействие и электромагнитная сила объединяются в одно целое. Это три из четырех фундаментальных сил природы.

Вечная инфляция. Согласно этой версии инфляционной Вселенной во все времена какая-то область пространства-времени, расположенная где-то в мультиверсе, переживает инфляционную фазу расширения.

Виртуальные частицы. Частицы, возникающие из-за квантово-механического принципа неопределенности. Такие частицы живут на протяжении лишь очень короткого времени.

Временной принцип Коперника. Идея о том, что текущая космологическая эпоха не имеет особого положения во времени.

Вторая космическая скорость. Скорость, которую нужно развить, чтобы преодолеть гравитационное притяжение астрономического тела и оторваться от его поверхности.

Г

Гелиевая вспышка. Огромный выброс энергии, происходящий почти в конце жизни звезды. Эта энергия является результатом процессов термоядерного синтеза, в ходе которых гелий превращается в углерод за относительно короткий промежуток времени.