Большое сжатие

Одной из первых попыток применения физики для объяснения конца Вселенной стала работа, написанная в 1969 году сэром Мартином Рисом. Она называлась «Коллапс Вселенной: эсхатологическое исследование»{196}. В те времена о значении ? было мало что известно, а потому из предположения Риса, что ? = 2, вытекало, что Вселенная в конечном счете прекратит свое расширение и погибнет не от Большого охлаждения, а от Большого сжатия.

Рис подсчитал, что расширение Вселенной в конце концов прекратится, когда галактики будут находиться на расстоянии вдвое большем, чем сейчас: тогда гравитация наконец преодолеет первоначальное расширение Вселенной. Красное смещение, которое мы наблюдаем в небе сегодня, превратится в синее, когда галактики ринутся по направлению к нам.

Согласно этой версии, приблизительно через 50 млрд лет, считая от настоящего времени, произойдут катастрофические события, которые станут началом последней предсмертной агонии Вселенной. За 100 млн лет до Большого сжатия галактики Вселенной, в том числе и наша галактика Млечный Путь, начнут сталкиваться друг с другом и в конце концов сольются. Как это ни странно, Рис обнаружил, что отдельные звезды прекратят свое существование еще до того, как начнут сталкиваться друг с другом, по двум причинам. Во-первых, возрастут энергии излучения других звезд по мере того, как Вселенная будет сжиматься; таким образом, звезды будут купаться в обжигающем, сместившемся в синюю сторону свете, исходящем от других звезд. Во-вторых, возрастет температура фонового микроволнового излучения, связанная с резким скачком температуры всей Вселенной. Совместное действие этих двух эффектов создаст температуры, превосходящие температуры поверхности звезд, звезды будут поглощать тепло быстрее, чем смогут от него избавляться. Иными словами, звезды, вероятно, разрушатся и рассеются в сверхгорячие газовые облака.

Разумная жизнь при таких условиях неизбежно погибнет, сгорев в космическом жаре, изливающемся из близлежащих звезд и галактик. Спасения нет. Как написал Фримен Дайсон: «Как ни прискорбно, я вынужден согласиться, что в этом случае мы не избежим зажаривания. Как бы глубоко мы ни вкопались в Землю, чтобы защититься от фонового излучения с синим смещением, мы сможем лишь на несколько миллионов лет отсрочить свой жалкий конец»{197}.

Если Вселенная стремится к Большому сжатию, то остается проблема того, что, сжатая, она может затем снова расшириться, как в модели пульсирующей Вселенной. Именно такой сценарий описывается в романе Пола Андерсона «Тау Ноль». Если бы Вселенная была ньютонианской, то это было бы возможно при условии достаточного смещения в момент слияния галактик. В этом случае, может быть, звезды не сожмутся в одну точку, а пролетят мимо друг друга в момент максимального сжатия, так и не столкнувшись, и, таким образом, Вселенная снова начнет расширяться.

Однако наша Вселенная – отнюдь не ньютонианская; она повинуется уравнениям Эйнштейна. Роджер Пенроуз и Стивен Хокинг показали, что при самых общих обстоятельствах сжимающееся скопление галактик обязательно придет к сингулярности. (Это произойдет потому, что поперечное движение галактик обладает энергией, а отсюда следует, что оно взаимодействует с гравитацией. Таким образом, гравитационное притяжение для сжимающихся вселенных в теории Эйнштейна намного сильнее, чем то, которое дает теория Ньютона, и наша Вселенная сжимается в одну точку.)