Кроме того, наука дает нам представление о жизненном цикле всей Вселенной. До недавнего времени астрономы считали, что понимают историю Вселенной и ее дальнейшую судьбу на триллионы лет вперед. Они говорили, что Вселенная медленно проходит пять этапов:
1. В первую эпоху — первые 150 млн лет после Большого взрыва — Вселенную наполняло вещество, поначалу слишком горячее для того, чтобы электроны и протоны могли собраться в атомы.
2. Во вторую эпоху, начавшуюся примерно через 150 млн лет после Большого взрыва, Вселенная остыла достаточно, чтобы из хаоса появились звезды и галактики. Звезды впервые осветили Вселенную. Мы живем именно в эту эпоху.
3. В третью эпоху — примерно 100 млрд лет после Большого взрыва — звезды в основном исчерпают свои запасы ядерного топлива. Вселенная будет состоять преимущественно из маленьких красных карликов, которые горят так медленно, что могут светить триллионы лет.
4. В четвертую эпоху — триллионы лет после Большого взрыва — все звезды наконец выгорят и во Вселенной станет совершенно темно. Останутся только мертвые нейтронные звезды и черные дыры.
5. В пятую эпоху даже черные дыры начнут испаряться и распадаться, Вселенная превратится в море ядерных отходов и дрейфующих субатомных частиц[78].
После открытия, связанного с ускорением расширения Вселенной, весь этот сценарий, возможно, следует сжать до нескольких миллиардов лет. Большой разрыв спутает все карты.
Темная энергия
Что вызывало такие резкие перемены в наших представлениях об окончательной судьбе Вселенной?
Согласно теории относительности Эйнштейна, существуют два источника энергии, которые являются движущей силой эволюции Вселенной. Первый из них — кривизна пространства-времени, создающая знакомые нам гравитационные поля вокруг звезд и галактик. Именно эта кривизна удерживает наши ноги на поверхности земли. Этот источник энергии лучше всего изучен астрофизиками.
Но существует и второй источник, на который обычно не обращают внимания. Это энергия пустоты, энергия вакуума, известная как темная энергия (не путать с темной материей). Сама пустота космоса содержит в себе энергию[79].
Новейшие расчеты показывают, что темная энергия работает как антигравитация и расталкивает Вселенную в разные стороны. Чем сильнее расширяется Вселенная, тем больше в ней темной энергии — а та, в свою очередь, заставляет Вселенную расширяться еще быстрее.
В настоящее время лучшие из имеющихся данных указывают на то, что около 69 % вещества/энергии (поскольку вещество и энергия взаимозаменяемы) во Вселенной содержится в виде темной энергии. (Для сравнения: темная материя составляет около 26 %, атомы водорода и гелия — около 5 %, а на более тяжелые элементы, из которых состоят Земля и наши тела, приходится крохотная доля в 0,5 %.) Так что темная энергия, которая отталкивает галактики прочь от нас, представляет собой, очевидно, главенствующую силу во Вселенной, которая намного превосходит ту энергию, что заключена в кривизне пространства-времени.
Исходя из этого, можно сказать, что одна из центральных проблем космологии — разобраться в происхождении темной энергии. Откуда она берется? Погубит ли она в конечном итоге Вселенную?
Обычно, когда мы просто принудительно соединяем вынужденным браком теорию относительности и квантовую теорию, мы можем получить предсказание темной энергии, но это предсказание расходится с реальностью в 10↑120 раз. И это, безусловно, крупнейший промах в истории науки. Подобного расхождения вы не обнаружите больше нигде. Значит, в наших представлениях о Вселенной что-то обстоит «сильно не так», а единая теория поля, бывшая прежде чем-то вроде научной диковинки, становится жизненно необходимой теорией, без которой невозможно понять, как все устроено. Решение этой проблемы позволит нам узнать окончательную судьбу Вселенной и всех разумных существ в ней.
Как избежать апокалипсиса
Если Вселенной, скорее всего, суждено умереть холодной смертью в отдаленном будущем, давайте зададимся вопросом: что мы можем предпринять в этом случае? Можно ли обратить вспять космические силы?
Есть по крайней мере три варианта поведения.
Первый — не делать ничего и позволить жизненному циклу Вселенной завершиться. По мере того как во Вселенной будет становиться все холоднее, разумные существа, по мнению физика Фримена Дайсона, приспосабливаясь, станут мыслить все медленнее и медленнее. Со временем простая мысль, возможно, будет занимать миллионы лет, но эти существа ничего не будут замечать, потому что все остальные существа тоже будут мыслить медленнее. Эти существа смогут вести разумные беседы, даже если на них будут уходить миллионы лет. Так что с этой точки зрения все будет выглядеть нормально.
На самом деле жизнь в таком холодном мире может оказаться довольно интересной. Квантовые скачки, чрезвычайно маловероятные в масштабах обычной человеческой жизни, возможно, будут происходить то и дело. Прямо перед нашими глазами станут открываться и закрываться кротовые норы. Пузырьковые вселенные будут возникать из небытия и пропадать вновь. Эти существа, возможно, станут видеть их постоянно, поскольку их мозг будет работать медленно.
Однако это лишь временное решение, ведь со временем движение молекул замедлится настолько, что информацию уже невозможно будет передавать из одного места в другое. В этот момент вся деятельность, включая и мыслительный процесс, даже самый медленный, прекратится. В этом случае единственная отчаянная надежда на то, что ускорение, вызванное темной энергией, внезапно исчезнет само по себе, прежде чем это произойдет. Поскольку никто не знает, почему расширение Вселенной ускоряется, такая возможность существует.
Стать цивилизацией IV типа
Второй вариант поведения состоит в том, что мы перейдем на IV цивилизационный уровень и научимся использовать энергию за пределами нашей Галактики. Однажды на лекции по космологии я рассказал о шкале Кардашёва. После лекции один десятилетний мальчик подошел ко мне и сказал, что я не прав. Должны быть еще и цивилизации IV типа, помимо обычных трех классификаций Кардашёва. Я поправил его, сказав, что во Вселенной есть только планеты, звезды и галактики и потому цивилизация IV типа невозможна. За пределами галактики просто нет источников энергии.
Позже я понял, что в разговоре с мальчиком был, вероятно, слишком категоричен и поспешен.
Вспомним, что каждый последующий тип цивилизаций в 10–100 млрд раз мощнее предыдущего. Поскольку в пределах видимой Вселенной имеется около 100 млрд галактик, цивилизация IV типа может просто использовать энергию всей видимой Вселенной.
Возможно, внегалактическим источником энергии может служить темная энергия, которая является крупнейшим источником вещества/энергии во Вселенной. Как могла бы цивилизация IV типа воспользоваться темной энергией и обратить вспять Большой разрыв?
Поскольку цивилизация IV типа по определению способна применять внегалактическую энергию, она может воспользоваться некоторыми дополнительными измерениями, о которых говорит
