Какой будет конец у Вселенной?

Поднимая голову к ночному небу, человек еще в глубокой древности задумался об устройстве мира. Хотя знаний тогда никаких не было о космосе, но, тем не менее, человек понимал, что наше Солнце — одна из рядовых звезд, каких много.

Винсент Ван Гог, «Звездная ночь над Роной», 1888 г.Фото: общественное достояние

Постепенно, ведя наблюдения за звездным небом, люди заметили, что все движется, меняя расположение. Ничего стабильного не существовало. По аналогии с земными делами, люди пришли к выводу, что в космосе у любого движения есть начало. Движутся не только звезды, но и галактики. А их очень много в нашей Вселенной. Много и самих других миров, объединенных в иные вселенные. Но коль астрономы наблюдают гибель целых галактик с миллиардами звезд в них, то возникает вопрос: «А будет ли конец и у нашей Вселенной?»

В практическом значении ответ сейчас не имеет никакой ценности. Но он важен для понимания, как развивается Вселенная и что было до Большого взрыва? Наиболее вероятный ответ на вопрос «Будет ли у Вселенной конец?» позволит нашим потомкам в отдаленном будущем «отправить» представителей рода людского в более стабильную Вселенную для создания там человеческой цивилизации. Ведь знания никогда не бывают «лишними».

Фото: Depositphotos

Сейчас учеными рассматривается несколько теорий. Что из себя они представляют? Попробую объяснить простыми словами, не вдаваясь в формулы и термины.

На первом месте стоит теория, что, 

Сколько измерений имеет такая странная штука, как «пространство-время»? До какого предела существует понятие «длины» в области малых промежутков? Как происходила эволюция Вселенной от Большого Взрыва до наших дней и вообще - был ли этот самый Большой Взрыв? Какова роль элементарных частиц в космологии и что следует из того недавно экспериментально установленного факта, что реликтовое излучение, оказывается, отнюдь не равномерно пронизывает нашу Вселенную?

"Вселенная. Сезоны - 1,2"

Ошеломляющий и уникальный проект, канала "Dіsсоvеrу" — представляет вашему вниманию сериал «Вселенная» (2007-2012). Он расскажет вам теорию о том, как образовалась Вселенная, галактики, солнечные системы, планеты, звёзды и т. д. Это величайшая история о том, как из маленькой точки появилась целая Вселенная, а потом начали появляться звёзды, планеты и, конечно же, наша Земля. На самом деле, если сравнивать появление нашей планеты с историей Вселенной, окажется, что мы лишь мельчайшая частица во всём этом круговороте событий! Ведь мы даже не знаем все процессы нашей галактики, а есть ещё миллиарды других, незнакомых нам галактик.

Содержание:"Вселенная" - Сезон 1
1. "Вселенная"- 1 Сезон. 1 Серия. "Секреты Солнца" (2010)
2. "Вселенная"- 1 Сезон. 2 Серия. "Марс - Красная Планета"
3. "Вселенная"- 1 Сезон. 3 Серия. "Конец Земли"
4. "Вселенная"- 1 Сезон. 4 Серия. "Юпитер - Гигантская Планета"
5. "Вселенная"- 1 Сезон. 5 Серия. "Луна - Естественный Спутник Земли"
6. "Вселенная"- 1 Сезон. 6 Серия "Космический Корабль Земля"
7. "Вселенная"- 1 Сезон. 7 Серия. "Внутренние Планеты - Меркурий и Венера"
8. "Вселенная"- 1 Сезон. 8 Серия. "Сатурн - Властелин Колец"
9. "Вселенная"- 1 Сезон. 9 Серия. "Чужие Галактики"
10. "Вселенная"- 1 Сезон. 10 Серия. "Жизнь и Смерть Звёзды"
11. "Вселенная"- 1 Сезон. 11 Серия. "Внешние Планеты"
12. "Вселенная"- 1 Сезон. 12 Серия. "Самые Опасные Места Во Вселенной"
13. "Вселенная"- 1 сезон. 13 Серия. "В Поисках Внеземного Разума"
14. "Вселенная"- 1 Сезон. 14 Серия. "По Ту Сторону Большого Взрыва"

Содержание:"Вселенная" - Сезон 2
1. "Вселенная"- 2 Сезон. 1 Серия. "Далёкие Планеты"
2. "Вселенная"- 2 Сезон. 2 Серия. "Космические Дыры"
3. "Вселенная"- 2 Сезон. 3 Серия. "Тайны Луны"
4. "Вселенная"- 2 Сезон. 4 Серия. "Млечный Путь"
5. "Вселенная"- 2 Сезон. 5 Серия. "Чужие Луны"
6. "Вселенная"- 2 Сезон. 6 Серия "Тёмная Материя и Тёмная Энергия""
7. "Вселенная"- 2 Сезон. 7 Серия. "Космическая Биология"
8. "Вселенная"- 2 Сезон. 8 Серия. "Космические Путешествия"
9. "Вселенная"- 2 Сезон. 9 Серия. "Сверхновые Звёзды"
10. "Вселенная"- 2 Сезон. 10 Серия. "Созвездия"
11. "Вселенная"- 2 Сезон. 11 Серия. "Неразгаданные Тайны"
12. "Вселенная"- 2 Сезон. 12 Серия. "Космические Столкновения"
13. "Вселенная"- 2 сезон. 13 Серия. "Колонизация Космоса"
14. "Вселенная"- 2 Сезон. 14 Серия. "Туманности"
15. "Вселенная"- 2 Сезон. 15 Серия. "Самая Неистовая Погода В Космосе"
16. "Вселенная"- 2 Сезон. 16 Серия. "Крупнейшие Объекты В Космосе"
17. "Вселенная"- 2 сезон. 17 Серия. "Гравитация"
18. "Вселенная"- 2 Сезон. 18 Серия. "Космический Апокалипсис"

"Вселенная"- 1 Сезон

"Вселенная"- 1 Сезон. 1 Серия.

"Секреты Солнца" (2010)

Во Вселенной миллиарды звёзд, но только одна звезда доминирует в нашем космическом пространстве -- Солнце. Она настолько велика, что может поместить в себе миллион таких планет как Земля. Она настолько мощна, что каждую секунду выбрасывает в пространство столько энергии, сколько её высвободится от миллиарда мегатонных водородных бомб. Солнце -- массивный двигатель, который заводит нашу Солнечную систему, делая возможным жизнь на Земле. Но так же оно опасно своими штормами и взрывами, которые могут навредить нашей планете. Учёные предсказывают сильную солнечную активность, поэтому сегодня нам, как никогда, важно понять секреты Солнца.

    В этом отношении сложилась довольно парадоксальная ситуация. Исследователи, наблюдающие дальний космос, время от времени заявляют об обнаружении новых объектов, идентифицируемых если не как чёрные дыры, то как "кандидаты в чёрные дыры" – экзотические порождения звездной эволюции, поглощающие в себя всё и не выпускающие наружу ничего. А исследователи микромира, готовящие к экспериментам на запускаемом в этом году в Женеве сверхмощном ускорителе LHC, не исключают обнаружения в столкновениях внутриядерных частиц при гигантских энергиях эффекта возникновения мини-чёрных дыр. Впрочем, физики успокаивают: они же «испарятся», не причиняя вреда.

В то же время до сих пор не существует строгих научных доказательств как реального существования чёрных дыр в астрофизике и космологии, так и возможного их возникновения в физике высоких энергий на ускорителях частиц.

Начало загадке чёрных дыр было положено в 1916 году, когда немецкий ученый Карл Шварцшильд, работая с эйнштейновскими уравнениями, ввел понятие гравитационного радиуса.

С течением времени (счет идет на миллиарды лет) вещество звезды вырабатывается в термоядерных реакциях, температура снижается, и звезда начинает за счет собственной гравитации коллапсировать, ужиматься. Если масса сжимающихся звезд не превышает некоторой критической величины, равной приблизительно трем солнечным массам, – они превращаются в компактные и сравнительно холодные (тысячи градусов вместо миллионов) нейтронные звезды, или белые карлики.

В ином случае оставшееся вещество как бы уходит под «гравитационный радиус», а экс-звезда превращается в объект без четкой физической поверхности. Есть лишь условное понятие «горизонт событий», за пределы которого не может вырваться ни единый квант света – только поглощение всего приходящего извне. В общем, чёрная дыра (название пустил в обиход на одной из конференций в 1967 году недавно скончавшийся в возрасте 96 лет американский теоретик Джон Уилер, работавший с Эйнштейном).

Постепенно доминирующей (но не исключающей и других представлений) стала точка зрения, что из эйнштейновской общей теории относительности (ОТО) следует только такое пространство-время, которое начинается в Большом взрыве и заканчивается в чёрных дырах. На начало нынешнего века астрофизическим сообществом признаются в качестве кандидатов в чёрные дыры около двух сотен объектов. И это ничтожно мало по сравнению с их количеством в наблюдаемой Вселенной, которое должно было бы наличествовать по сценарию ОТО. Но сценарий этот не единственный.

Научный руководитель ГНЦ «Институт физики высоких энергий», академик Анатолий Логунов с коллегами уже много лет разрабатывает так называемую Релятивистскую теорию гравитации (РТГ). Главный итог этой работы – создание непротиворечивой физической теории пространства-времени, альтернативной по отношению к ОТО Альберта Эйнштейна. РТГ в отношении эволюции астрофизических объектов исключает появление чёрных дыр.

      Что вместо этого?

  Возвращаясь к примеру с угасающей звездой достаточной массы, РТГ   предполагает (и приводит соответствующие доказательства), что процесс коллапса   вовсе не приводит к ее обязательному превращению в чёрную дыру. Напротив,   в РТГ описаны механизмы, благодаря которым возникают и усиливаются   эффективные полевые силы отталкивания, которые останавливают процесс   сжатия материи. Затем они же обеспечивают начало процесса расширения.

  Таким образом, предложен своеобразный «механизм саморегулирования»   массивных объектов в гравитационном поле полевой природы. В основе его –   интерпретация гравитации как физического поля, обладающего энергией и   импульсом.

   Изучение и развитие этого механизма может существенно изменить картину   представлений о глубинной взаимосвязи материи, пространства и времени в   астрофизике и физике высоких энергий.

   Вместо общепринятой гипотезы эволюции Вселенной, начинающейся с так называемого Большого взрыва, произошедшего 14 млрд. лет назад, предлагается однородная и изотропная плоская Вселенная, развивающаяся циклически от некоторой максимальной плотности до некоторой минимальной, и наоборот. При этом «расширение Вселенной», этот вполне наблюдаемый эффект, связано не с относительным движением вещества, а с изменением гравитационного поля со временем.

   Кроме того, в РТГ делается вывод о том, что во Вселенной должна существовать большая скрытая масса, не сводящаяся к наблюдаемой материи. Этот вывод совпадает с открытиями в радиоастрономии, сделанные в последнее десятилетие, которые подвели ученое сообщество к признанию того, что вся прежняя физика имела дела лишь с малой частью вещества, распределенного во Вселенной. Привычная нам, «барионная» материя, по оценкам, составляет не более 5% вещества Вселенной. Еще 25% массы Вселенной составляют частицы неизвестной пока природы – так называемая «тёмная материя». И остальные 70% Вселенной приходятся на загадочную темную энергию, которую можно интерпретировать как неизвестное пока состояние вещества.

    Опубликованные гипотезы сводятся к тому, что темную материю могут составлять еще не открытые тяжелые частицы с массой, на два-три порядка превышающей массу протона. Именно поэтому физики возлагают большие надежды предстоящие эксперименты на LHC, которые могут пролить свет на темные составляющие Вселенной.

 Опубликовано: «Независимая Газета» - 28 мая 2008 г.

Примечание: Публикация подготовлена по материалам личных встреч с А.А, Логуновым и знакомства с его работами