Смерть с небес

Со временем в звезде заканчивается водород — и в отличие от Солнца, в котором заканчивается доступный водород в ядре, водород в карлике заканчивается совсем. Его больше нет. Пропал. С концами. Все, что осталось в звезде, — это гелий, но его массы не хватает для того, чтобы запустился синтез углерода. Звезда остывает, гелий сжимается — и звезда превращается в вырожденный белый карлик из чистого гелия (подробней об этом причудливом квантовом состоянии см. в главе 7).

Через семь или восемь триллионов лет в Млечном Пути (ну, в Млекомеде, после того как мы столкнемся с галактикой Андромеды и, вероятно, также поглотим все мелкие галактики в Местной группе) последняя карликовая звезда превратится в белого карлика. В течение триллионов лет Галактика продолжит светиться красивым синим светом, но и это пройдет.

Интересно, но на этом последнем этапе Эпохи звезд некоторые звезды с еще более низкой массой будут по-прежнему сиять. Так как в звездах с большой массой создаются более тяжелые элементы, такие как железо и магний, звезды, образующиеся позднее, будут насыщены этими веществами. Более тяжелые элементы делают звезду горячее (они поглощают свет звезды, задерживая тепло внутри), поэтому звезды с более низкой массой — возможно, даже в таком легком весе, как 0,04 массы Солнца, — смогут запустить реакции синтеза в своем ядре. Но повторюсь, нам нужно учитывать продолжительность времени: даже если превращение таких звезд в белые карлики будет отсрочено на 15 трлн лет, этот момент все равно наступит. В определенное время все звезды во Вселенной исчезнут, превратятся в белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры.

Крошечные белые карлики со временем тускнеют (нейтронные звезды остывают даже еще быстрее), и в конце концов в Галактике совсем не остается звезд с активным синтезом элементов в ядре. В течение следующих нескольких триллионов лет эти звезды также гаснут. К тому времени, когда Вселенной будет 100 трлн лет от роду, галактики — и, следовательно, сама Вселенная — будут темными.

Потерянный горизонт

В далеком будущем Вселенная не только будет темнее, но будет казаться гораздо более пустой.

Стоя на морском берегу и глядя вдаль, вы можете видеть только на определенное расстояние. Поверхность Земли изгибается, скрывая более далекие объекты из виду. Горизонт — всего в нескольких километрах, и то, что находится на большем расстоянии, увидеть невозможно.

У Вселенной тоже есть горизонт. Так как ей 13,7 млрд лет, мы не можем видеть объекты, находящиеся от нас дальше, чем 13,7 млрд световых лет[133]. Вселенная может быть больше, но свет, испускаемый любыми более удаленными объектами, не успел еще дойти до нас, поэтому мы их не видим.

В действительности все еще сложнее. Вселенная расширяется — ткань пространства буквально растягивается. Находящиеся дальше объекты, похоже, удаляются от нас на больших скоростях. Если посмотреть достаточно далеко вдаль, кажется, что галактики улетают от нас со скоростью света. Мы не можем обнаружить такие галактики: их свет приближается к нам с такой же скоростью, с какой расширяется пространство. Это как бег на беговой дорожке — тот свет не может никуда попасть, поэтому он никогда не дойдет до нас[134].

Но все еще хуже. В 1998 г. было обнаружено, что Вселенная не просто расширяется, она расширяется с ускорением. Вселенная не просто увеличивается, с каждым днем увеличивается объем, на который она увеличивается.

Для далекого будущего это очень мрачное развитие событий. Так как Вселенная ускоряется, галактики, которые сейчас находятся в пределах нашего горизонта (потому что они удаляются от нас со скоростью меньше скорости света), со временем уйдут за горизонт (потому что они будут ускоряться относительно нас до скорости, превышающей скорость света)[135]. Это означает, что со временем далекие галактики погаснут для нас, потому что расширяющаяся Вселенная сотрет их из нашего поля зрения. Постепенно, со временем, галактики, которые сейчас ближе к нам, ускользнут и космический горизонт сожмется вокруг нас как петля.

Однако слишком сильно она не затянется. Пространство расширяется, но этому расширению может противодействовать гравитация. Возможно, вы ожидаете, что, скажем, две звезды, обращающиеся одна вокруг другой, при расширении пространства отодвинутся друг от друга. Однако дело обстоит по-другому. Так как два объекта обладают силами тяготения и связаны друг с другом — то есть силы тяготения удерживают их вместе, — пространство между ними не расширяется. Это просто еще один причудливый результат относительности и поведения пространства-времени.