Как погибнет Вселенная? В любой момент ее может уничтожить «квантовый пузырь смерти» или же она «превратится в ничто» — пересказываем книгу ученой-астрофизика

Вселенная зародилась 13,8 миллиарда лет назад после Большого взрыва. Теорий о ее вероятной гибели не слишком много. Кэти Мак, космолог из Университета Северной Каролины, собрала основные теории космического апокалипсиса в своей новой книге The End of Everything: (Astrophysically Speaking) («Конец всего: С астрофизической точки зрения»). Она выделила четыре основных сценария гибели Вселенной: какие-то могут произойти в любой момент, какие-то — не ранее чем через сотни миллиардов лет. Корреспондентка «Бабеля» Яна Собецкая прочитала книгу Кэти Мак и пересказывает сценарии апокалипсиса.

Ученым известно, каким будет конец света на Земле. Примерно через пять миллиардов лет Солнце станет красным гигантом и поглотит орбиту Меркурия и, возможно, Венеры. Земля превратится в обугленный, покрытый магмой кусок скалы, а потом попадет в атмосферу Солнца и распадется на атомы. Если на тот момент человечество еще будет существовать, это не будет означать его гибели. Возможно, люди переселятся в отдаленные регионы Вселенной и построят новые цивилизации.

Гибели Вселенной не переживет ничто, отмечает астрофизик Кэти Мак в своей новой книге The End of Everything: (Astrophysically Speaking). Какой она будет, неизвестно. Узнать будущее Вселенной значительно сложнее, чем исследовать ее прошлое. Современные телескопы и обсерватории позволяют изучать самые отдаленные космические объекты и «наблюдать за астрономическими событиями, которые произошли миллионы или миллиарды лет назад». Свет двигается быстро, однако не мгновенно. Он преодолевает около 300 миллионов метров в секунду. Поэтому все, что человек видит, он на самом деле видит с задержкой. Когда человек смотрит на Солнце, он видит его таким, каким оно было восемь минут назад. Когда наблюдает за галактикой, расположенной на расстоянии 10 миллиардов световых лет, — на самом деле видит галактику, на 10 миллиардов лет моложе своей. Благодаря этой особенности света взглянув на что-то, расположенное очень далеко, можно узнать о том, как Вселенная эволюционировала.

В прошлом Вселенная была значительно горячее и плотнее. Все космические объекты располагались очень близко. Потом Вселенная расширилась и остыла — этот этап ученые назвали «Большим взрывом». Радиация, образовавшаяся в результате этого процесса, до сих пор распространяется по Вселенной. Микроволновое излучение можно обнаружить с помощью радиотелескопов. Однако часть из того, что известно астрономам, удалось узнать не благодаря наблюдению, а благодаря дедукции. Сначала ученые предположили, что существуют черные дыры, а затем их научились выявлять. Две самые важные составляющие Вселенной — темная материя и темная энергия — невидимые человеческому глазу.

Ученые не могут заглянуть в будущее так, как они могут исследовать прошлое. Как Вселенная будет эволюционировать дальше, можно предположить лишь на основе имеющихся знаний. Современные космологи выделяют несколько теорий. В своей книге Мак выделяет их в четыре отдельных сценария. Все они базируются на различных физических процессах, но в итоге сводятся к гибели Вселенной. «Я не нашла в современной научной литературе серьезных доказательств того, что Вселенная может вечно существовать в неизменном состоянии», — пишет Мак.

Первый сценарий гибели Вселенной является антиподом Большого взрыва и называется «Большое сжатие». С момента Большого взрыва Вселенная расширялась — галактики, звезды и другие космические объекты постепенно все больше отдалялись друг от друга. Ученые предполагают, что в определенный момент темпы расширения Вселенной замедлятся, а затем процес остановится. После этого Вселенная сожмется обратно, подобно тому, как мяч, который подбросили вверх, неизбежно падает вниз. Если это действительно произойдет, случится катастрофа. Высокоэнергетические струи частиц и звездная радиация столкнутся друг с другом и приведут к грандиозному взрыву. Он «прорвется сквозь атмосферу звезд, разорвет их и заполнит пространство горячей плазмой».

Если Вселенная будет расширяться дальше, она продолжит охлаждаться и впоследствии столкнется с «тепловой смертью». Все космические объекты ослабнут и «превратятся в ничто». Этот сценарий связан с энтропией — тенденцией к неупорядоченности, что объясняется вторым законом термодинамики. По словам Мак, этот сценарий медленный и исполненный агонии.

Другие варианты космического апокалипсиса касаются темной энергии — загадочной формы энергии, которая, по мнению ученых, является неотъемлемой составляющей Вселенной. Если соотношение между плотностью и давлением темной материи хотя бы немного отличается от того, что предположили физики, может произойти «Большой разрыв». Небесные объекты развалятся, Земля — взорвется, а сам космос — распадется. Все это, однако, произойдет не ранее чем через 188 миллиардов лет.

Вселенную также может постигнуть сценарий «Вакуумного распада», если энергетическое поле Хиггса, которое пронизывает весь космос, окажется менее стабильным, чем считалось. Колебания во Вселенной могут сгенерировать огромный пузырь «настоящего вакуума», или, как говорит Мак «квантовый пузырь смерти». Он будет распространяться со скоростью света и уничтожать все на своем пути. Ранее некоторые ученые считали, что «Вакуумный распад» могут вызвать эксперименты по ускорению частиц. Однако впоследствии физики опровергли такую возможность, ведь многие природные явления генерируют столь же большое количество энергии, однако не вызывают никакой нестабильности в вакууме.