вечны. Около черных дыр происходит рождение квантов излучения. Это приводит к уменьшению массы черной дыры — черная дыра «испаряется», превращаясь в фотоны, нейтрино и гравитоны. Процесс этот чрезвычайно медленный, но тоже не бесконечный. Черная дыра с массой 10
М⊙ «испарится» за 1069 лет, а сверхмассивная черная дыра с массой 1010
М⊙ — за 1096 лет. По истечении этого времени все черные дыры превратятся в излучение, и оно вновь станет доминирующим по массе. Однако вследствие расширения Вселенной, так как плотность излучения, как уже неоднократно отмечалось, падает быстрее плотности вещества, то уже через 10100 лет плотность излучения станет ничтожно малой по сравнению с плотностью электрон-позитронной плазмы.
Начиная с этого момента дальнейшая трансформация материи во Вселенной прекратится. Вселенная будет состоять из электронов и позитронов, концентрация которых будет уменьшаться с расширением Вселенной. При t = 10100 лет плотность электрон-позитронной плазмы будет соответствовать одной частице на объем, равный 10185 объемам наблюдаемой сегодня Вселенной (!), и эта плотность будет еще убывать со временем. Воображение теряется перед такими величинами! И все же означает ли это, что в той невообразимо далекой Вселенной невозможны никакие формы жизни и разума?
«Конечно, с нашей сегодняшней точки зрения, — пишет И. Д. Новиков, — все процессы в будущем будут чрезвычайно замедлены. Но это с нашей точки зрения! Ведь и пространственные масштабы тогда будут несравненно грандиознее современных. Напомним, что в самом начале расширения «нашей» Вселенной, когда температуры были, например, 1027 К и происходили процессы рождения вещества, текли бурные реакции, продолжительность которых исчислялась 10-34 с, а масштабы 10-24 см. С точки зрения тех процессов, сегодняшние события в «нашей» Вселенной, в том числе наша жизнь, это нечто невероятно протяженное в пространстве и очень медленное. Вселенная не считается с нашими вкусами. В будущем жизнь «нашей» Вселенной будет продолжаться, хотя и в весьма своеобразных формах»[155]. Эго очень поучительное рассуждение, приучающее нас к осознанию относительности наших привычных представлений, когда речь идет о категориях Космоса.
Но не все космологи согласны с таким рассуждением. Они думают, что если жизнь и возможна в таких условиях, то это будет жизнь в темном и очень скучном мире. Поэтому они называют эту эпоху темной, и тогда наша эпоха — эпоха существования биологической жизни — представляется как очень тонкий во времени переходный слой от Инфляции и Большого взрыва к Темному времени[156].
Будет ли «темное время» длиться бесконечно? Если бы Λ-член был равен нулю, то так бы оно и было — расширение Вселенной в открытой модели с Λ = 0 замедляется под действием гравитации, но длится бесконечно (см. рис. 2.2.3). Но, как мы уже отмечали, наблюдения свидетельствуют, что в нашей Вселенной Λ-член не равен нулю — в ней присутствует «вакуумная материя» (вероятно, оставшаяся от фазы инфляции), которая приводит к тому, что Вселенная в современную эпоху расширяется ускоренно. Что же будет с ней дальше? Под влиянием ускоренного расширения плотность обычной материи будет быстро убывать, а плотность «вакуумной материи» (ее еще называют «квинтэссенцией») будет оставаться постоянной. И вот в этих условиях возможна ситуация, когда вновь начнется инфляция, которая приведет к рождению новой минивселенной. Начнется новый круг эволюции. Образовавшаяся в конце инфляции плазма будет развиваться по законам горячей модели. Эра излучения сменится эрой вещества, образуются галактики, звезды, возникнет жизнь и разум. Затем все повторится вновь. Если это так — история Вселенной будет состоять из периодов существования биологической (или иной?) жизни, разделенных эпохами «темного» времени. Это очень напоминает представления древнеиндийской космологии о чередовании манвантар (периодов активного существования Вселенной, когда она проявляется из непроявленного состояния) и пралай (когда все процессы на доступном нам плане Бытия замирают).
Рассмотрим сценарий развития для замкнутой Вселенной. После того как будет достигнуто максимальное значение радиуса, Вселенная начнет сжиматься. Полное время существования замкнутой Вселенной (период расширения-сжатия от сингулярности до сингулярности) меньше длительности звездной стадии Вселенной. Из-за этого звезды не успевают спокойно закончить свой век. Они будут разрушены в результате бурных процессов, сопровождающих сжатие Вселенной на последних этапах. Примерно за миллион лет до новой сингулярности начнут разрушаться звезды главной последовательности. За 100 с до сингулярности разрушатся белые карлики, за 10-4 с — нейтронные звезды. Когда до новой сингулярности останется меньше чем 10-35 с, вероятно, должны произойти фазовые переходы в вакууме, приводящие к возникновению сверхплотного вакуумно-подобного состояния. Одновременно степенной (фридмановский) закон сжатия Вселенной должен смениться на экспоненциальный, соответствующий де-ситтеровской модели. То есть конец Вселенной является как бы зеркальным отражением ее начала. В конечном итоге, замкнутая Вселенная, возникающая из вакуумной пены, вновь возвращается в нее. И из этой «пены» рождаются новые вселенные. Мы уже отмечали, что история каждой отдельной вселенной напоминает историю водяной капли, испарившейся с поверхности Океана и после долгих «странствий» вновь возвратившейся в него. В этом
вечно бурлящем Космосе постоянно рождаются новые вселенные и поэтому в нем, как подчеркивает И. Д. Новиков, всегда будут существовать достаточно большие области (подобные нашей Вселенной), способные поддерживать жизнь известного нам типа.
Насколько достоверны рассмотренные нами сценарии? И. Л. Розенталь замечает в этой связи, что любой сценарий весьма далек от отснятого фильма. «Все же, — пишет он, — представляется, что мы достаточно продвинулись в понимании качественной картины... однако наших знаний недостаточно, чтобы количественно оценить детали этой картины»[157]. Это — задача будущей науки. И хотя она пока не создана, некоторые черты ее предугадываются, просматриваются уже в настоящее время.
2.3. Беспредельный Космос
Космос беспределен и бьет, как огненная струя, разбрасывающая свои искры на зарождение жизни во всем пространстве. Единая струя и многочисленны искры. Един Космос и беспредельны формы.
«Беспредельность», 71
Завершая наш рассказ о Вселенной, полезно оценить пределы наших знаний и попытаться заглянуть «за завесу». Все известное нам многообразие физических явлений, объектов и процессов описывается с помощью основных (фундаментальных) физических теорий. В процессе развития науки неоднократно происходила смена представлений, отдельные физические теории оказывались ошибочными и полностью, отбрасывались. Но к фундаментальным теориям это не относится. Фундаментальные теории, составляющие ядро физической парадигмы, не отбрасываются в процессе развития — уточняется лишь область их применимости, а вне этой области действуют другие, более общие теории, имеющие более широкую область применимости. Благодаря этому в развитии науки имеет место преемственность. И хотя в процессе развития науки мы постоянно сталкиваемся со сменой представлений, сменой
