Фред Адамс - Пять возрастов Вселенной

• Название: Пять возрастов Вселенной
• Автор: Фред Адамс
• Издательство: Институт компьютерных исследований; R&C Dynamics
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2006
• ISBN: 5-93972-500-7

В конце двадцатого века Фред Адамс и Грег Лафлин завладели вниманием всего мира, выделив пять временных эпох. Этих авторов считают создателями долгосрочного проекта эволюции Вселенной. Масштабы их творения, охватившего полную историю космоса от его рождения до гибели, и глубина рассмотренных научных вопросов внушают благоговейный трепет. Однако «Пять возрастов Вселенной» — не просто справочник, описывающий физические процессы, которые руководили нашим прошлым и будут формировать наше будущее, это истинная эпопея. С ее помощью можно совершить фантастическое путешествие в физику вечности, не покидая Земли. Это единственная биография Вселенной, которая вам когда-либо понадобится.

Книга предназначена для широкого круга читателей.

---

Эволюция сложной совокупности вселенных в целом происходит аналогично биологической эволюции на Земле. Успешные вселенные создают большие количества черных дыр и рождают большие количества новых вселенных. Эти астрономические «детишки» наследуют от материнских вселенных различные виды физических законов с небольшими изменениями. Те мутации, которые приводят к образованию еще большего количества черных дыр, приводят и к производству большего количества «детей». По мере развития этой экосистемы вселенных чаще всего встречаются вселенные, образующие невероятные количества черных дыр, звезд и галактик. Эти же вселенные имеют самые высокие шансы на зарождение жизни. Наша Вселенная, по какой бы то ни было причине, имеет как раз такие характеристики, которые позволяют жить долго и образовать много звезд и галактик: согласно этой громадной дарвинистской схеме наша собственная Вселенная является успешной. При рассмотрении с этой укрупненной перспективы наша Вселенная не является ни необычной, ни тонко настроенной; это, скорее, обыкновенная, а следовательно, и ожидаемая вселенная. И хотя данная картина эволюции остается спекулятивной и спорной, она обеспечивает изящное и привлекательное объяснение того, почему наша Вселенная имеет наблюдаемые нами свойства.

Раздвигая границы времени

В биографии космоса, лежащей перед вами, мы проследили развитие Вселенной от ее сверкающего, сингулярного начала, через теплое и знакомое небо современности, через странные замерзшие пустыни, до возможной финальной гибели в вечной тьме. При попытке вглядеться еще глубже в темную бездну наши предсказательные способности значительно ухудшаются. А следовательно, наши гипотетические путешествия через космическое время должны завершиться, или, по крайней мере, стать ужасно неполными в некоторую будущую эпоху. В данной книге мы построили шкалу времени, охватывающую сотни космологических декад. Некоторым читателям, несомненно, покажется, что мы слишком самоуверенно зашли в своем повествовании так далеко, тогда как другие, возможно, удивятся, как мы могли остановиться в точке, которая, по сравнению с вечностью, настолько близка к самому началу.

В одном мы можем быть уверены. На своем пути в мрак будущего Вселенная проявляет замечательное сочетание скоротечности и неизменности, тесно переплетенных между собой. И хотя сама Вселенная выдержит испытание временем, в будущем не останется практически ничего, что хотя бы отдаленно напоминало настоящее. Самой стойкой характеристикой нашей вечно развивающейся Вселенной является перемена. И этот универсальный процесс непрекращающихся перемен требует расширенной космологической перспективы, другими словами, полного изменения нашего взгляда на самые крупные масштабы. Поскольку Вселенная постоянно изменяется, мы должны стараться понять текущую космологическую эпоху, текущий год и даже сегодняшний день. Каждое мгновение разворачивающейся истории космоса дает уникальную возможность, шанс достигнуть величия, приключение, которое можно пережить. Согласно временному принципу Коперника каждая будущая эпоха изобилует новыми возможностями.

Однако недостаточно сделать пассивное утверждение о неизбежности событий и «не скорбя, позволить случиться тому, что должно случиться». Отрывок, который часто приписывают Хаксли, гласит, что «если шесть обезьян усадить за пишущие машинки и позволить им на протяжении миллионов лет печатать то, что вздумается, то со временем они напишут все книги, которые имеются в Британском музее». Этих воображаемых обезьян уже давно приводят в пример всякий раз, когда речь идет о неясной или несостоятельной мысли, в качестве подтверждения невероятных событий или даже для неявного преуменьшения великих достижений рук человеческих, с намеком на то, что они есть не более чем счастливая случайность среди великого множества неудач. Как-никак если что-то может случиться, то оно непременно случится, не так ли?

Однако даже наше понимание будущего космоса, которое пока что находится в зачаточном состоянии, обнаруживает явную абсурдность этой точки зрения. Простой расчет свидетельствует о том, что произвольно выбранным обезьянам потребуется почти полмиллиона космологических декад (много больше лет, чем число протонов во Вселенной), чтобы случайно создать всего лишь одну книгу.

Вселенной на роду написано полностью изменить свой характер, причем не единожды, до того как эти самые обезьяны хотя бы начнут завершать поставленную перед ними задачу. Менее чем за одну сотню лет эти обезьяны умрут от старости. Через пять миллиардов лет Солнце, превратившееся в красного гиганта, сожжет Землю, а с ним и все пишущие машинки. Через четырнадцать космологических декад во Вселенной сгорят все звезды и обезьяны уже не смогут увидеть клавиши машинок. К двадцатой космологической декаде Галактика утратит свою целостность, а обезьяны получат весьма реальный шанс быть поглощенными черной дырой в центре Галактики. И даже протонам, составляющим обезьян и их работу, суждено распасться еще до истечения сорока космологических декад: вновь задолго до того, как их геркулесов труд даже не зайдет достаточно далеко. Но даже если бы обезьяны смогли пережить эту катастрофу и продолжить свою работу при слабом свечении, испускаемом черными дырами, их усилия все равно оказались бы тщетными в сотую космологическую декаду, когда Вселенную во взрыве покинут последние черные дыры. Но даже если бы обезьяны пережили и эту катастрофу и дожили бы, скажем, до сто пятидесятой космологической декады, они добились бы только возможности лицом к лицу оказаться с предельной опасностью космологического фазового перехода.

И хотя к сто пятидесятой космологической декаде обезьяны, печатные машинки и отпечатанные листы будут уничтожены не единожды, само время, конечно же, не закончится. Пристально глядя в мрак будущего, мы в большей степени ограничены нехваткой воображения и, быть может, неадекватностью физического понимания, чем действительно малочисленным набором подробностей. Более низкие уровни энергии и кажущаяся нехватка активности, которые ожидают Вселенную, более чем компенсируются увеличившимся количеством имеющегося у нее времени. Мы можем с оптимизмом смотреть в неопределенное будущее. И хотя нашему уютному миру суждено исчезнуть, огромное множество интереснейших физических, астрономических, биологических и, возможно, даже интеллектуальных событий еще только ожидают своего часа, по мере того как наша Вселенная продолжает свой путь в вечную тьму.

Пространственно-временная капсула

Несколько раз на протяжении этой биографии Вселенной мы сталкивались с возможностью отправления сигналов в другие вселенные. Если бы нам удалось, например, создать вселенную в лабораторных условиях, в нее можно было бы передать зашифрованный сигнал, прежде чем она утратит причинную связь с нашей собственной Вселенной. Но если бы вы могли послать такое сообщение, что бы вы написали в нем?

Наверное, вам захотелось бы сохранить самую суть нашей цивилизации: искусство, литературу и науку. У каждого читателя будет какая-нибудь идея насчет того, какие составляющие нашей культуры следует сохранить таким образом. Тогда как у каждого человека было бы на этот счет свое мнение, мы повели бы себя очень недобросовестно, если бы не внесли хоть какого-то предложения по архивации какой-нибудь части нашей культуры. В качестве примера мы предлагаем заключенную в капсулу версию науки, или, точнее, физики и астрономии. Среди самых основных посланий могли бы быть следующие:

• Вещество состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из более мелких частиц.

• На малых расстояниях частицы проявляют свойства волны.

• Природой управляют четыре фундаментальные силы.

• Вселенная состоит из эволюционирующего пространства-времени.

• Наша Вселенная содержит планеты, звезды и галактики.

• Физические системы эволюционируют в состояния с более низкой энергией и возрастающим беспорядком.

Эти шесть пунктов, универсальная роль которых к данному моменту должна быть ясна, можно считать сокровищами наших достижений в физических науках. Возможно, это самые важные физические концепции, которые наша цивилизация открыла к настоящему моменту. Но если эти концепции — сокровища, то их венцом, несомненно, следует считать научный метод. Если есть научный метод, то при наличии достаточного времени и усилий все эти результаты получаются автоматически. Если бы существовала возможность передать в другую вселенную всего одну концепцию, представляющую интеллектуальные достижения нашей культуры, то самым стоящим посланием был бы научный метод.

Словарь специальных терминов