Параллельные миры. Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем космоса

Если Ω >1, то во Вселенной достаточно материи и гравитации, чтобы в конце концов изменить направление космического расширения. В результате расширение Вселенной прекратится, а затем она начнет сжиматься. (Так же как в случае с подброшенным камнем: если масса Земли достаточно велика, то камень в конце концов достигнет наивысшей точки, а затем снова упадет на Землю.) Когда звезды и галактики устремятся навстречу друг другу, температуры начнут расти. (Каждый, кто хоть раз накачивал велосипедную шину, знает, что при сжатии газ нагревается. Механическая работа накачивания воздуха преобразует энергию гравитации в тепловую.) В конце концов температуры станут настолько высокими, что всякая жизнь исчезнет, а во Вселенной начнется процесс Большого сжатия. (Астроном Кен Кросвелл называет этот процесс «от создания к сжиганию».)

Третий вариант заключается в том, что Ω = 1. Иными словами, плотность Вселенной равна критической плотности. В таком случае Вселенная балансирует на грани между двумя крайностями, но при этом она будет продолжать расширяться вечно. (Как мы увидим, этот сценарий развития вписывается в инфляционную картину.)

И наконец, существует возможность, что Вселенная после Большого сжатия снова возникнет при очередном Большом взрыве. Эту теорию называют теорией пульсирующей Вселенной.

Фридман доказал, что каждый из описанных сценариев развития определяет кривизну пространства-времени. В случае если Ω < 1 и Вселенная расширяется вечно, то, по Фридману, бесконечно не только время, но и пространство. Такую Вселенную называют открытой, то есть бесконечной во времени и в пространстве. Когда Фридман подсчитал кривизну такой Вселенной, он обнаружил, что она отрицательна. (Это похоже на поверхность седла или изогнутой трубы. Если бы жучок жил на этой поверхности, он бы обнаружил, что параллельные линии никогда не пересекаются, а внутренние углы треугольника в сумме дают меньше 180°.)

Если Ω > 1, то Вселенная в конце концов придет к Большому сжатию. Время и пространство конечны. Фридман открыл, что кривизна такой Вселенной положительна (она похожа на сферу). И, наконец, если Ω = 1, то пространство плоское, а время и пространство границ не имеют.

Фридман не только первым применил комплексный подход к космологическим уравнениям Эйнштейна, он также представил наиболее реалистичную версию Судного дня – конца Вселенной: исчезнет ли она в леденящем холоде, сгорит ли в Большом сжатии или же будет продолжать пульсировать вечно. Ответ определяется ключевыми параметрами: плотностью Вселенной и энергией вакуума.

Но в картине, нарисованной Фридманом, зияет дыра. Если Вселенная расширяется, это означает, что у нее должно было быть начало. Теория Эйнштейна ничего не сообщает о моменте этого начала. Отсутствовал именно момент создания – Большой взрыв. И в конце концов трое ученых представили нам убедительнейшую картину Большого взрыва.

Глава 3 Большой взрыв

Вселенная не просто удивительнее, чем мы предполагаем; она еще удивительнее, чем мы можем предположить.

Дж. Б. С. Холдейн

Что мы, люди, ищем в истории создания, так это способ познания мира, который откроет нам нечто, выходящее за пределы опыта, что дает нам знания и одновременно формирует нас в своих пределах. Вот что нужно людям. Вот чего просит душа.

Дж. Кэмпбелл

Обложка журнала Time от 6 марта 1995 года с изображением большой спиральной галактики M100 гласила: «Космология в хаосе». Космология погрузилась в смятение, потому что последние данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», указывали на то, что Вселенная моложе, чем ее старейшая звезда, а это с научной точки зрения невозможно. Данные показывали, что возраст Вселенной от 8 до 12 млрд лет, в то время как некоторые ученые придерживались мнения о том, что старейшие звезды насчитывают 14 млрд лет. «Вы не можете быть старше вашей мамочки», – прокомментировал этот факт Кристофер Импей из Аризонского университета.

Но раз уж вы прочитали заголовок, выделенный жирным шрифтом, то вы понимаете, что теория Большого взрыва пребывает в добром здравии. Доказательства, оспаривающие теорию Большого взрыва, основывались на данных одной-единственной галактики M100, а такой метод научных исследований весьма сомнителен. В статье утверждалось, что бреши в теории «столь велики, что сквозь них легко прошел бы космический корабль из телесериала «Звездный путь: Энтерпрайз» (Star Trek: Enterprise)». С опорой на необработанные данные телескопа «Хаббл» возраст Вселенной можно было вычислить не точнее чем с 10–20 %-ной погрешностью.