ჩვენი სამყაროს სიკვდილის ათი თეორია. სამყაროს შეკუმშვა, ან როგორ მოვათავსოთ მისი ყველა ვარსკვლავი რძიან გზაზე თერმული სიკვდილი პლუს შავი ხვრელები

გზამკვლევი შეუძლებელი, წარმოუდგენელი და მშვენიერი.

მიტოვებულ სხვენში, ბრიტანეთის მუზეუმიდან არც თუ ისე შორს:

კორნელიუსმა აიღო ცარიელი ქაღალდი, გააჭედა იგი როლიკებით და დაიწყო აკრეფა. მისი ზღაპრის საწყისი წერტილი იყო თავად დიდი აფეთქება, როდესაც კოსმოსმა დაიწყო თავისი მუდმივად გაფართოებული მოგზაურობა მომავალში. ინფლაციის ხანმოკლე აფეთქების შემდეგ, სამყარო ჩავარდა ფაზის გადასვლების სერიაში და წარმოქმნა მატერიის სიჭარბე ანტიმატერიაზე. ამ პირველადი ეპოქის განმავლობაში, სამყარო საერთოდ არ შეიცავდა რაიმე კოსმიურ სტრუქტურას.

მილიონი წლის შემდეგ და მრავალი ქაღალდის ქაღალდის შემდეგ, კორნელიუსმა მიაღწია ვარსკვლავების ასაკს - დრო, როდესაც ვარსკვლავები აქტიურად იბადებიან, ცხოვრობდნენ თავიანთი სიცოცხლის ციკლით და ქმნიდნენ ენერგიას ბირთვული რეაქციების საშუალებით. ეს ნათელი თავი იხურება, რადგან გალაქტიკებს ამოიწურება წყალბადის გაზი, წყდება ვარსკვლავების წარმოქმნა და ყველაზე დიდხანს ცოცხალი წითელი ჯუჯები ნელ-ნელა ქრებიან.

უწყვეტად აკრეფს კორნელიუსს თავისი ამბავი დაშლის ეპოქაში, თავისი ყავისფერი ჯუჯებით, თეთრი ჯუჯებით, ნეიტრონული ვარსკვლავებითა და შავი ხვრელებით. ამ გაყინულ უდაბნოში, ბნელი მატერია ნელ-ნელა იკრიბება მკვდარი ვარსკვლავების შიგნით და ანადგურებს რადიაციას, რომელიც აძლიერებს კოსმოსს. პროტონის დაშლა ამოქმედდა ამ თავის ბოლოს, რადგან ვარსკვლავების გადაგვარებული ნარჩენების მასობრივი ენერგია ნელ-ნელა იშლება და ნახშირბადზე დაფუძნებული სიცოცხლე მთლიანად კვდება.

როდესაც დაღლილი ავტორი აგრძელებს მოღვაწეობას, მისი მოთხრობის ერთადერთი გმირები შავი ხვრელები არიან. მაგრამ შავი ხვრელები სამუდამოდ ვერ იცოცხლებენ. ასხივებენ შუქს, რომელიც სუსტია, ვიდრე ოდესმე, ეს ბნელი ობიექტები აორთქლდება ნელი კვანტური მექანიკური პროცესის მეშვეობით. ენერგიის სხვა წყაროს არარსებობის შემთხვევაში, სამყარო იძულებულია დაკმაყოფილდეს სინათლის ამ მწირი რაოდენობით. ყველაზე დიდი შავი ხვრელების აორთქლების შემდეგ, შავი ხვრელების ეპოქის გარდამავალი ბინდი ემორჩილება კიდევ უფრო ღრმა სიბნელის შემოტევას.

ბოლო თავის დასაწყისში კორნელიუსს ამოიწურა ქაღალდი, მაგრამ არა დრო. სამყაროში აღარ არის ვარსკვლავური ობიექტები, მაგრამ მხოლოდ უსარგებლო პროდუქტებია დარჩენილი წინა კოსმოსური კატასტროფებიდან. მარადიული სიბნელის ამ ცივ, ბნელ და ძალიან შორეულ ეპოქაში კოსმოსური აქტივობა შესამჩნევად შენელდება. ენერგიის უკიდურესად დაბალი დონე შეესაბამება დროის უზარმაზარ პერიოდებს. ცეცხლოვანი ახალგაზრდობისა და აქტიური შუა ხანის შემდეგ, დღევანდელი სამყარო ნელ-ნელა სიბნელეში იძირება.

სამყაროს ასაკთან ერთად, მისი ხასიათი მუდმივად იცვლება. მისი მომავალი ევოლუციის თითოეულ ეტაპზე, სამყარო მხარს უჭერს რთული ფიზიკური პროცესების გასაოცარ მრავალფეროვნებას და სხვა საინტერესო ქცევებს. სამყაროს ჩვენი ბიოგრაფია, მისი დაბადებიდან აფეთქებაში, მის გრძელ და თანდათანობით სრიალამდე მარადიულ სიბნელეში, ეფუძნება ფიზიკის კანონებისა და ასტროფიზიკის საოცრებების თანამედროვე გაგებას. თანამედროვე მეცნიერების ფართო და საფუძვლიანობის წყალობით, ეს ნარატივი წარმოადგენს მომავლის ყველაზე დამაჯერებელ ხედვას, რომელიც ჩვენ შეგვიძლია ავაშენოთ.

გიჟური დიდი რიცხვები

როდესაც განვიხილავთ სამყაროს ეგზოტიკური ქცევის უზარმაზარ დიაპაზონს, რომელიც შესაძლებელია მომავალში, მკითხველმა შეიძლება იფიქროს, რომ ყველაფერი შეიძლება მოხდეს. მაგრამ ეს ასე არ არის. ფიზიკური შესაძლებლობების სიმრავლის მიუხედავად, თეორიულად შესაძლო მოვლენების მხოლოდ მცირე ნაწილი რეალურად მოხდება.

უპირველეს ყოვლისა, ფიზიკის კანონები აწესებს მკაცრ შეზღუდვებს ნებისმიერ დაშვებულ ქცევაზე. დაცული უნდა იყოს მთლიანი ენერგიის შენარჩუნების კანონი. ელექტრული მუხტის შენარჩუნების კანონი არ უნდა დაირღვეს. მთავარი სახელმძღვანელო კონცეფციაა თერმოდინამიკის მეორე კანონი, რომელიც ოფიციალურად აცხადებს, რომ ფიზიკური სისტემის მთლიანი ენტროპია უნდა გაიზარდოს. უხეშად რომ ვთქვათ, ეს კანონი ვარაუდობს, რომ სისტემები უნდა განვითარდეს მზარდი არეულობის მდგომარეობებში. პრაქტიკაში, თერმოდინამიკის მეორე კანონი აიძულებს სითბოს გადავიდეს ცხელი საგნებიდან ცივში და არა პირიქით.

მაგრამ ფიზიკის კანონებით დაშვებული პროცესების ფარგლებშიც კი, ბევრი მოვლენა, რომელიც შეიძლება მოხდეს პრინციპში, რეალურად არასოდეს ხდება. ერთი გავრცელებული მიზეზი ის არის, რომ მათ უბრალოდ ძალიან დიდი დრო სჭირდებათ და სხვა პროცესები ჯერ ხდება და მათ ურტყამს. ამ ტენდენციის კარგი მაგალითია ცივი შერწყმის პროცესი. როგორც უკვე აღვნიშნეთ ვარსკვლავების ინტერიერში ბირთვულ რეაქციებთან დაკავშირებით, ყველა შესაძლო ბირთვიდან ყველაზე სტაბილური არის რკინის ბირთვი. ბევრი პატარა ბირთვი, როგორიცაა წყალბადი ან ჰელიუმი, დათმობს თავის ენერგიას, თუ ისინი გაერთიანდებიან რკინის ბირთვში. პერიოდული ცხრილის მეორე ბოლოში, უფრო დიდი ბირთვები, როგორიცაა ურანი, ასევე დათმობდნენ ენერგიას, თუ მათი დაყოფა შეიძლებოდა ნაწილებად და ამ ნაწილებიდან მათ შეეძლოთ რკინის ბირთვის შექმნა. რკინა არის ყველაზე დაბალი ენერგეტიკული მდგომარეობა, რომელიც ხელმისაწვდომია ბირთვებისთვის. ბირთვები, როგორც წესი, რჩება რკინის სახით, მაგრამ ენერგეტიკული ბარიერები ხელს უშლის ამ კონვერტაციის მარტივად განხორციელებას უმეტეს პირობებში. ამ ენერგეტიკული ბარიერების გადალახვა, როგორც წესი, მოითხოვს მაღალ ტემპერატურას ან ხანგრძლივ პერიოდს.

განვიხილოთ მყარი მატერიის დიდი ნაწილი, როგორიცაა კლდე ან შესაძლოა პლანეტა. ამ მყარის სტრუქტურას არ ცვლის ჩვეულებრივი ელექტრომაგნიტური ძალები, როგორიცაა ქიმიურ კავშირში ჩართული. იმის მაგივრად, რომ შეინარჩუნოს თავდაპირველი ბირთვული შემადგენლობა, ნივთიერებას, პრინციპში, შეეძლო გადაეწყოს ისე, რომ მისი ატომის ყველა ბირთვი გადაიქცეს რკინად. იმისათვის, რომ მოხდეს მატერიის ასეთი რესტრუქტურიზაცია, ბირთვებმა უნდა გადალახონ ელექტრული ძალები, რომლებიც აკავებენ ამ ნივთიერებას იმ სახით, რომელშიც ის არსებობს, და ელექტრული საგრებელი ძალები, რომლითაც ბირთვები მოქმედებენ ერთმანეთზე. ეს ელექტრული ძალები ქმნიან ძლიერ ენერგეტიკულ ბარიერს, ისევე როგორც ნახ. 23. ამ ბარიერის გამო, ბირთვებმა უნდა გადააწყონ თავი კვანტური მექანიკური გვირაბების მეშვეობით (როდესაც ბირთვები შეაღწევენ ბარიერს, ძლიერი მიზიდულობა იწყებს შერწყმას). ამრიგად, ჩვენი მატერიის ნაწილი გამოავლენს ბირთვულ აქტივობას. საკმარისი დროის გაცემით, მთელი კლდე ან მთელი პლანეტა სუფთა რკინად გადაიქცევა.

რამდენ ხანს დასჭირდება ასეთი ძირითადი რესტრუქტურიზაცია? ამ ტიპის ბირთვული აქტივობა დაახლოებით თხუთმეტას კოსმოლოგიურ ათწლეულში გარდაქმნის კლდის ბირთვს რკინად. თუ ეს ბირთვული პროცესი მოხდებოდა, ზედმეტი ენერგია კოსმოსში გათავისუფლდებოდა, რადგან რკინის ბირთვები შეესაბამება ქვედა ენერგეტიკულ მდგომარეობას. თუმცა, ეს ცივი შერწყმის პროცესი არასოდეს დასრულდება. ის ნამდვილად არც კი დაიწყება. ბირთვების შემადგენელი ყველა პროტონი დაიშლება უფრო მცირე ნაწილაკებად, სანამ ბირთვები რკინად გარდაიქმნება. პროტონის ყველაზე გრძელი სიცოცხლის ხანგრძლივობაც კი ორას კოსმოლოგიურ ათწლეულზე ნაკლებია - გაცილებით მოკლეა ვიდრე ცივი შერწყმისთვის საჭირო დროის უზარმაზარი პერიოდი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ბირთვები იშლება, სანამ რკინად გადაქცევის შესაძლებლობა ექნებათ.

კიდევ ერთი ფიზიკური პროცესი, რომელსაც ძალიან დიდი დრო სჭირდება იმისთვის, რომ კოსმოლოგიისთვის მნიშვნელოვანი იყოს, არის გადაგვარებული ვარსკვლავების გვირაბი შავ ხვრელებში. იმის გამო, რომ შავი ხვრელები ვარსკვლავებისთვის ხელმისაწვდომი ყველაზე დაბალი ენერგეტიკული მდგომარეობაა, თეთრი ჯუჯის მსგავსი გადაგვარებული ობიექტი უფრო მეტი ენერგიაა, ვიდრე იმავე მასის შავ ხვრელში. ამრიგად, თუ თეთრი ჯუჯა სპონტანურად გარდაიქმნება შავ ხვრელად, ის ზედმეტ ენერგიას გამოყოფს. თუმცა, ასეთი გარდაქმნა, როგორც წესი, არ ხდება ენერგეტიკული ბარიერის გამო, რომელიც წარმოიქმნება დეგენერირებული აირის წნევით, რომელიც მხარს უჭერს თეთრი ჯუჯის არსებობას.

ენერგეტიკული ბარიერის მიუხედავად, თეთრ ჯუჯას კვანტური მექანიკური გვირაბების მეშვეობით შეუძლია შავ ხვრელად გადაქცევა. გაურკვევლობის პრინციპის გამო, ყველა ნაწილაკი (10 57 ან მეტი), რომლებიც ქმნიან თეთრ ჯუჯას, შეიძლება მოთავსდეს ისეთ პატარა სივრცეში, რომ ისინი ქმნიან შავ ხვრელს. თუმცა, ამ შემთხვევით მოვლენას ძალიან დიდი დრო სჭირდება - დაახლოებით 10 76 კოსმოლოგიური ათწლეული. შეუძლებელია 10 76 კოსმოლოგიური ათწლეულის მართლაც უზარმაზარი ზომის გადაჭარბება. თუ ეს უზომოდ დიდი დრო ჩაიწერება წლებში, მივიღებთ ერთეულს 10 76 ნულით. შესაძლოა, ამ რიცხვის წიგნში ჩაწერაც კი არ დავიწყეთ: ის იქნება ერთი ნულის რიგით ხილულ თანამედროვე სამყაროში ყოველი პროტონისთვის, მიეცით ან ავიღოთ სიდიდის რამდენიმე ბრძანება. ზედმეტია იმის თქმა, რომ პროტონები დაიშლება და თეთრი ჯუჯები გაქრება მანამ, სანამ სამყარო 10-76-ე კოსმოლოგიურ ათწლეულს მიაღწევს.

რა ხდება რეალურად გრძელვადიანი გაფართოების დროს?

მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი მოვლენა პრაქტიკულად შეუძლებელია, თეორიული შესაძლებლობების ფართო სპექტრი რჩება. კოსმოსის მომავალი ქცევის ყველაზე ფართო კატეგორიები ეფუძნება სამყაროს ღიას, ბრტყელს თუ დახურულს. ღია ან ბრტყელი სამყარო სამუდამოდ გაფართოვდება, ხოლო დახურული სამყარო განიცდის ხელახლა შეკუმშვას გარკვეული დროის შემდეგ, რაც დამოკიდებულია სამყაროს საწყის მდგომარეობაზე. თუმცა, როდესაც განვიხილავთ უფრო სპეკულაციურ შესაძლებლობებს, აღმოვაჩენთ, რომ სამყაროს მომავალი ევოლუცია შეიძლება იყოს ბევრად უფრო რთული, ვიდრე ეს მარტივი კლასიფიკაციის სქემა გვთავაზობს.

მთავარი პრობლემა ის არის, რომ ჩვენ შეგვიძლია გავაკეთოთ ფიზიკურად მნიშვნელოვანი გაზომვები და, შესაბამისად, გამოვიტანოთ გარკვეული დასკვნები მხოლოდ სამყაროს ლოკალურ რეგიონთან მიმართებაში - ის ნაწილი, რომელიც შემოიფარგლება თანამედროვე კოსმოლოგიური ჰორიზონტით. ჩვენ შეგვიძლია გავზომოთ სამყაროს მთლიანი სიმკვრივე ამ ადგილობრივ რეგიონში, რომლის დიამეტრი დაახლოებით ოცი მილიარდი სინათლის წელია. მაგრამ სიმკვრივის გაზომვები ამ ლოკალურ მოცულობაში, სამწუხაროდ, არ განსაზღვრავს მთლიანი სამყაროს გრძელვადიან ბედს, რადგან ჩვენი სამყარო შეიძლება იყოს ბევრად უფრო დიდი.

დავუშვათ, რომ ჩვენ შევძელით გაგვეზომა, რომ კოსმოლოგიური სიმკვრივე აღემატება სამყაროს დახურვისთვის აუცილებელ მნიშვნელობას. ჩვენ მივიდოდით ექსპერიმენტულ დასკვნამდე, რომ მომავალში ჩვენი სამყარო უნდა განიცადოს ხელახალი შეკუმშვა. სამყარო აშკარად გაიგზავნება სტიქიური კატასტროფების აჩქარებული თანმიმდევრობით, რასაც შემდეგ ნაწილში აღწერილი დიდი კრუნჩხვამდე მივყავართ. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. სამყაროს ჩვენი ადგილობრივი რეგიონი - ის ნაწილი, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ, რომ ჩაკეტილია ამ წარმოსახვითი არმაგედონის სცენარში - შეიძლება მოთავსდეს ბევრად უფრო დიდ რეგიონში, გაცილებით ნაკლები სიმკვრივით. ამ შემთხვევაში, მთელი სამყაროს მხოლოდ გარკვეული ნაწილი გადარჩებოდა შეკუმშვას. დარჩენილი ნაწილი, შესაძლოა სამყაროს უმეტეს ნაწილს მოიცავს, შეიძლება განუსაზღვრელი ვადით გაგრძელდეს გაფართოება.

მკითხველი შეიძლება არ დაგვეთანხმოს და თქვას, რომ ასეთი გართულება ნაკლებად სასარგებლოა: სამყაროს ჩვენი ნაწილი ჯერ კიდევ განზრახული აქვს ხელახალი შეკუმშვის გადარჩენას. ჩვენი სამყარო მაინც ვერ გაექცევა განადგურებას და სიკვდილს. მიუხედავად ამისა, ეს ხედვა დიდ სურათზე მნიშვნელოვნად ცვლის ჩვენს პერსპექტივას. თუ უფრო დიდი სამყარო გადარჩება მთლიანობაში, ჩვენი ადგილობრივი ტერიტორიის სიკვდილი არ არის ასეთი ტრაგედია. ჩვენ არ უარვყოფთ, რომ დედამიწაზე ერთი ქალაქის განადგურება, ვთქვათ, მიწისძვრის გამო, საშინელი მოვლენაა, მაგრამ მაინც არ არის ისეთი საშინელი, როგორც მთელი პლანეტის სრული განადგურება. ანალოგიურად, მთელი სამყაროს ერთი მცირე ნაწილის დაკარგვა არ არის ისეთი დამღუპველი, როგორც მთელი სამყაროს დაკარგვა. რთული ფიზიკური, ქიმიური და ბიოლოგიური პროცესები შესაძლოა ჯერ კიდევ განვითარდეს შორეულ მომავალში, სადღაც სამყაროში. ჩვენი ადგილობრივი სამყაროს განადგურება იქნება კიდევ ერთი კატასტროფა ასტროფიზიკური კატასტროფების სერიაში, რომელიც მომავალმა შეიძლება მოიტანოს: ჩვენი მზის სიკვდილი, დედამიწაზე სიცოცხლის დასასრული, ჩვენი გალაქტიკის აორთქლება და გაფანტვა, პროტონების დაშლა, და, შესაბამისად, ყველა ჩვეულებრივი მატერიის განადგურება, შავი ხვრელების აორთქლება და ა.შ.

უფრო დიდი სამყაროს გადარჩენა იძლევა გაქცევის შესაძლებლობას: ან რეალური შორ მანძილზე მოგზაურობა ან შემცვლელი გაქცევა სინათლის სიგნალების საშუალებით ინფორმაციის გადაცემის გზით. ეს გაქცევის გზა შეიძლება იყოს რთული ან თუნდაც აკრძალული: ეს ყველაფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ ჯდება ჩვენი ადგილობრივი სივრცე-დროის დახურული რეგიონი სამყაროს უფრო დიდ რეგიონში. თუმცა, ის ფაქტი, რომ ცხოვრება შეიძლება სხვაგან გაგრძელდეს, იმედს აგრძელებს.

თუ ჩვენი ადგილობრივი რეგიონი კვლავ დაინგრევა, შეიძლება არ იყოს საკმარისი დრო ამ წიგნში აღწერილი ყველა ასტრონომიული მოვლენისთვის, რომ მოხდეს სამყაროს ჩვენს ნაწილში. თუმცა, საბოლოო ჯამში, ეს პროცესები მაინც მოხდება სამყაროს სხვა ადგილას - ჩვენგან შორს. რამდენი დრო გვაქვს სამყაროს ლოკალური ნაწილის ხელახლა შეკუმშვამდე, ეს დამოკიდებულია ლოკალური ნაწილის სიმკვრივეზე. მიუხედავად იმისა, რომ თანამედროვე ასტრონომიული გაზომვები ვარაუდობს, რომ მისი სიმკვრივე იმდენად დაბალია, რომ ჩვენი ადგილობრივი სამყარო საერთოდ არ დაიშლება, შესაძლოა, სიბნელეში დამატებითი უხილავი მატერია იმალებოდეს. ადგილობრივი სიმკვრივის მაქსიმალური დასაშვები მნიშვნელობა არის დაახლოებით ორჯერ მეტი, ვიდრე საჭიროა სამყაროს ლოკალური ნაწილის დახურვისთვის. მაგრამ ამ მაქსიმალური სიმკვრივის პირობებშიც კი, სამყარო ვერ დაიწყებს შეკუმშვას მანამ, სანამ მინიმუმ ოცი მილიარდი წელი არ გავა. ეს დროის ლიმიტი მოგვცემს დაგვიანებას მინიმუმ ორმოცდაათი მილიარდი წლის განმავლობაში დიდი Crunch-ის ადგილობრივი ვერსიისთვის.

ასევე შეიძლება წარმოიშვას საპირისპირო გარემოებები. სამყაროს ჩვენმა ადგილობრივმა ნაწილმა შეიძლება აჩვენოს შედარებით დაბალი სიმკვრივე და, შესაბამისად, ისარგებლოს მარადიული სიცოცხლისთვის. თუმცა, სივრცე-დროის ეს ლოკალური ნაწილი შეიძლება მოთავსდეს ბევრად უფრო დიდ რეგიონში, გაცილებით მაღალი სიმკვრივით. ამ შემთხვევაში, როდესაც ჩვენი ადგილობრივი კოსმოლოგიური ჰორიზონტი საკმარისად დიდი გახდება, რომ მოიცავდეს უფრო დიდი სიმკვრივის რეგიონს, ჩვენი ლოკალური სამყარო გახდება უფრო დიდი სამყაროს ნაწილი, რომელიც განწირულია ხელახლა კოლაფსისთვის.

კოლაფსის ეს სცენარი მოითხოვს, რომ ჩვენს ადგილობრივ სამყაროს ჰქონდეს თითქმის ბრტყელი კოსმოლოგიური გეომეტრია, რადგან მხოლოდ მაშინ გააგრძელებს გაფართოების ტემპი სტაბილურად ვარდნას. თითქმის ბრტყელი გეომეტრია საშუალებას აძლევს მეტამასშტაბიანი სამყაროს უფრო დიდ არეებს (სამყაროს დიდი სურათი) გავლენა მოახდინოს ადგილობრივ მოვლენებზე. ეს დიდი მიმდებარე ტერიტორია უბრალოდ საკმარისი უნდა იყოს მკვრივი, რათა საბოლოოდ გადარჩეს ხელახალი შეკუმშვა. მან საკმარისად დიდხანს უნდა იცოცხლოს (ანუ ძალიან ადრე არ დაინგრევა), რომ ჩვენი კოსმოლოგიური ჰორიზონტი გაიზარდოს საჭირო დიდ მასშტაბებამდე.

თუ ეს იდეები რეალიზდება სივრცეში, მაშინ ჩვენი ადგილობრივი სამყარო სულაც არ არის „იგივე“ როგორც სამყაროს გაცილებით დიდი რეგიონი, რომელიც მას შთანთქავს. ამრიგად, საკმარისად დიდ დისტანციებზე აშკარად ირღვევა კოსმოლოგიური პრინციპი: სამყარო არ იქნება ერთნაირი სივრცის ყველა წერტილში (ჰომოგენური) და სულაც არ იქნება ერთნაირი ყველა მიმართულებით (იზოტროპული). ეს პოტენციალი საერთოდ არ უარყოფს ჩვენს გამოყენებას კოსმოლოგიური პრინციპის წარსულის ისტორიის შესასწავლად (როგორც დიდი აფეთქების თეორიაში), რადგან სამყარო აშკარად ჰომოგენური და იზოტროპულია სივრცე-დროის ჩვენს ლოკალურ რეგიონში, რომლის რადიუსიც. ამჟამად დაახლოებით ათი მილიარდი სინათლის წელია. ჰომოგენურობისა და იზოტროპიისგან ნებისმიერი პოტენციური გადახრები დაკავშირებულია დიდ ზომებთან, რაც ნიშნავს, რომ ისინი შეიძლება მხოლოდ მომავალში გამოჩნდნენ.

ბედის ირონიით, ჩვენ შეგვიძლია შევზღუდოთ სამყაროს უფრო დიდი რეგიონის ბუნება, რომელიც ამჟამად ჩვენს კოსმოლოგიურ ჰორიზონტს მიღმაა. შეფასებულია, რომ კოსმოსური ფონის გამოსხივება უკიდურესად ერთგვაროვანია. თუმცა, სამყაროს სიმკვრივეში დიდი განსხვავებები, თუნდაც ისინი კოსმოლოგიური ჰორიზონტის მიღმა იყოს, რა თქმა უნდა გამოიწვევდა პულსაციას ამ ერთგვაროვან ფონის რადიაციაში. ასე რომ, მნიშვნელოვანი პულსაციის ნაკლებობა ვარაუდობს, რომ ნებისმიერი სავარაუდო მნიშვნელოვანი სიმკვრივის დარღვევა ჩვენგან ძალიან შორს უნდა იყოს. მაგრამ თუ დიდი სიმკვრივის დარღვევები შორს არის, მაშინ სამყაროს ჩვენი ადგილობრივი რეგიონი შეიძლება საკმარისად დიდხანს გადარჩეს მათთან შეხვედრამდე. ყველაზე ადრეული დრო, როდესაც სიმკვრივის დიდი განსხვავებები გავლენას მოახდენს სამყაროს ჩვენს ნაწილზე, იქნება დაახლოებით ჩვიდმეტი კოსმოლოგიური ათწლეული. მაგრამ, დიდი ალბათობით, სამყაროს შემცვლელი მოვლენა გაცილებით გვიან მოხდება. ინფლაციური სამყაროს თეორიის უმეტესი ვერსიის მიხედვით, ჩვენი სამყარო დარჩება ერთგვაროვანი და თითქმის ბრტყელი ასობით და ათასობით კოსმოლოგიური ათწლეულის განმავლობაში.

დიდი შეკუმშვა

თუ სამყარო (ან მისი ნაწილი) დახურულია, მაშინ გრავიტაცია გაიმარჯვებს გაფართოებაზე და დაიწყება გარდაუვალი შეკუმშვა. ასეთი სამყარო, რომელიც განიცდის განმეორებით კოლაფსს, დაასრულებს სიცოცხლეს ცეცხლოვან დაშლაში, რომელიც ცნობილია როგორც დიდი შეკუმშვა. ბევრი პერიპეტი, რომელიც აღნიშნავს სამყაროს შეკუმშვის დროის მიმდევრობას, პირველად დააკვირდა სერ მარტინ რისს, ამჟამად ინგლისის სამეფო ასტრონომს. კატასტროფების ნაკლებობა არ იქნება, როდესაც სამყარო ამ გრანდიოზულ ფინალში მოხვდება.

და მიუხედავად იმისა, რომ სამყარო დიდი ალბათობით სამუდამოდ გაფართოვდება, ჩვენ მეტ-ნაკლებად დარწმუნებული ვართ, რომ სამყაროს სიმკვრივე არ აღემატება ორჯერ კრიტიკულ სიმკვრივეს. ამ ზედა ზღვარის ცოდნით, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მინიმალურადდიდი კრუნჩხვის დროს სამყაროს დაშლამდე დარჩენილი შესაძლო დრო დაახლოებით ორმოცდაათი მილიარდი წელია. განკითხვის დღე ჯერ კიდევ ძალიან შორს არის ადამიანური დროის ნებისმიერი სტანდარტით, ამიტომ, ალბათ, ღირს ქირის რეგულარულად გადახდა.

დავუშვათ, რომ ოცი მილიარდი წლის შემდეგ, როდესაც მიაღწია მაქსიმალურ ზომას, სამყარო რეალურად განიცდის ხელახლა შეკუმშვას. იმ დროს სამყარო დაახლოებით ორჯერ დიდი იქნება ვიდრე დღეს არის. ფონის გამოსხივების ტემპერატურა იქნება დაახლოებით 1,4 გრადუსი კელვინი: დღევანდელი ტემპერატურის ნახევარი. მას შემდეგ რაც სამყარო გაცივდება ამ მინიმალურ ტემპერატურამდე, შემდგომი კოლაფსი მას გახურებს, რადგან ის მიიჩქარის დიდი კრუნჩხვისკენ. გზად, ამ შეკუმშვის პროცესში, განადგურდება სამყაროს მიერ შექმნილი ყველა სტრუქტურა: გროვები, გალაქტიკები, ვარსკვლავები, პლანეტები და თვით ქიმიური ელემენტებიც კი.

რეკომპრესიის დაწყებიდან დაახლოებით ოცი მილიარდი წლის შემდეგ სამყარო დაუბრუნდება დღევანდელი სამყაროს ზომასა და სიმკვრივეს. და შუალედში ორმოცი მილიარდი წლის განმავლობაში, სამყარო მიიწევს წინ დაახლოებით იგივე ფართომასშტაბიანი სტრუქტურით. ვარსკვლავები აგრძელებენ დაბადებას, განვითარებას და კვდებას. პატარა, საწვავის დამზოგველ ვარსკვლავებს, როგორიცაა ჩვენი ახლო მეზობელი პროქსიმა კენტაური, არ აქვთ საკმარისი დრო რაიმე მნიშვნელოვანი ევოლუციის განსახორციელებლად. ზოგიერთი გალაქტიკა ეჯახება და ერწყმის მათ მშობელ გროვას, მაგრამ უმეტესობა პრაქტიკულად უცვლელი რჩება. ერთ გალაქტიკას ორმოც მილიარდ წელზე მეტი სჭირდება მისი დინამიური სტრუქტურის შეცვლას. ჰაბლის გაფართოების კანონის შებრუნებით, ზოგიერთი გალაქტიკა დაიწყებს ჩვენს გალაქტიკასთან მიახლოებას, მისგან დაშორების ნაცვლად. და მხოლოდ ეს ცნობისმოყვარე ტენდენცია გადაიტანოს სპექტრის ლურჯ ნაწილში, ასტრონომებს საშუალებას მისცემს თვალი ადევნონ მოახლოებულ კატასტროფას.

გალაქტიკების ცალკეული გროვები, რომლებიც გაბნეულია კოსმოსის უკიდეგანო და თავისუფლად შეკრული გროვად და ძაფებად, ხელუხლებელი დარჩება მანამ, სანამ სამყარო არ შემცირდება ხუთჯერ უფრო მცირე ზომამდე, ვიდრე დღეს არის. ამ ჰიპოთეტური მომავალი შეერთების დროს გალაქტიკათა გროვები ერწყმის ერთმანეთს. დღევანდელ სამყაროში გალაქტიკათა გროვები მოცულობის მხოლოდ ერთ პროცენტს იკავებენ. თუმცა, როგორც კი სამყარო მისი ამჟამინდელი ზომის მეხუთედამდე შემცირდება, კლასტერები ავსებენ პრაქტიკულად მთელ სივრცეს. ამრიგად, სამყარო გახდება გალაქტიკათა ერთი გიგანტური გროვა, მაგრამ თავად გალაქტიკები ამ ეპოქაში შეინარჩუნებენ ინდივიდუალობას.

როგორც შეკუმშვა გრძელდება, სამყარო ძალიან მალე გახდება ასჯერ უფრო პატარა, ვიდრე დღეს არის. ამ ეტაპზე სამყაროს საშუალო სიმკვრივე გალაქტიკის საშუალო სიმკვრივის ტოლი იქნება. გალაქტიკები ერთმანეთს გადაფარავს და ცალკეული ვარსკვლავები აღარ მიეკუთვნებიან რომელიმე კონკრეტულ გალაქტიკას. შემდეგ მთელი სამყარო გადაიქცევა ერთ გიგანტურ გალაქტიკად, რომელიც სავსეა ვარსკვლავებით. სამყაროს ფონის ტემპერატურა, რომელიც შექმნილია კოსმოსური ფონის გამოსხივებით, იზრდება 274 გრადუს კელვინამდე, უახლოვდება ყინულის დნობის წერტილს. ამ ეპოქის შემდეგ მოვლენების მზარდი შეკუმშვის გამო, ბევრად უფრო მოსახერხებელია სიუჟეტის გაგრძელება თაიმლაინის საპირისპირო ბოლოს პერსპექტივიდან: დიდი კრუნჩამდე დარჩენილი დრო. როდესაც სამყაროს ტემპერატურა მიაღწევს ყინულის დნობის წერტილს, ჩვენს სამყაროს დარჩა ათი მილიონი წლის მომავალი ისტორია.

ამ მომენტამდე სიცოცხლე ხმელეთის პლანეტებზე საკმაოდ დამოუკიდებლად გრძელდება ჩვენს ირგვლივ მიმდინარე კოსმოსური ევოლუციისგან. სინამდვილეში, ცის სითბო საბოლოოდ დნება გაყინულ ობიექტებს, როგორიცაა პლუტონი, რომლებიც მოძრაობენ მზის სისტემის პერიფერიაზე, რაც უზრუნველყოფს სამყაროში სიცოცხლის აყვავების უკანასკნელ შანსს. ეს შედარებით მოკლე გასული გაზაფხული დასრულდება, რადგან ფონური გამოსხივების ტემპერატურა კვლავ იზრდება. მთელ სამყაროში თხევადი წყლის გაქრობით, მთელი სიცოცხლის მასობრივი გადაშენება მეტ-ნაკლებად ერთდროულად ხდება. ოკეანეები დუღს და ღამის ცა უფრო კაშკაშა ხდება, ვიდრე დღის ცა, რომელსაც დღეს დედამიწიდან ვხედავთ. საბოლოო შეკუმშვამდე დარჩენილია მხოლოდ ექვსი მილიონი წელი, ნებისმიერი გადარჩენილი სიცოცხლის ფორმა ან უნდა დარჩეს პლანეტების სიღრმეში, ან განავითაროს დახვეწილი და ეფექტური გაგრილების მექანიზმები.

ჯერ გროვების, შემდეგ კი თავად გალაქტიკების საბოლოო განადგურების შემდეგ, ცეცხლის ხაზის შემდეგი ვარსკვლავები არიან. სხვა რომ არაფერი მომხდარიყო, ვარსკვლავები, ადრე თუ გვიან, შეეჯახებოდნენ და გაანადგურებდნენ ერთმანეთს მიმდინარე და ყოვლისმომცველი შეკუმშვის ფონზე. თუმცა, ასეთი სასტიკი ბედი მათ გვერდს აუვლის, რადგან ვარსკვლავები უფრო ეტაპობრივად დაინგრევა მანამ, სანამ სამყარო საკმარისად მკვრივი გახდება ვარსკვლავური შეჯახებისთვის. როდესაც მუდმივად შეკუმშული ფონური გამოსხივების ტემპერატურა აღემატება ვარსკვლავის ზედაპირის ტემპერატურას, რომელიც არის ოთხიდან ექვს ათას გრადუს კელვინამდე, რადიაციის ველს შეუძლია მნიშვნელოვნად შეცვალოს ვარსკვლავების სტრუქტურა. და მიუხედავად იმისა, რომ ბირთვული რეაქციები გრძელდება ვარსკვლავების სიღრმეში, მათი ზედაპირები აორთქლდება ძალიან ძლიერი გარე რადიაციული ველის გავლენის ქვეშ. ამრიგად, ვარსკვლავების განადგურების მთავარი მიზეზი ფონური გამოსხივებაა.

როდესაც ვარსკვლავები იწყებენ აორთქლებას, სამყაროს ზომა დაახლოებით ორი ათასი ჯერ უფრო მცირეა, ვიდრე დღეს. ამ ტურბულენტურ ეპოქაში ღამის ცა ისეთივე კაშკაშა ჩანს, როგორც მზის ზედაპირი. დარჩენილი დროის ხანმოკლეობის უგულებელყოფა ძნელია: უძლიერესი გამოსხივება წვავს ყოველგვარ ეჭვს, რომ მილიონ წელზე ნაკლები რჩება ბოლომდე. ნებისმიერ ასტრონომს, რომელსაც აქვს საკმარისი ტექნოლოგიური ცოდნის უნარი ამ ეპოქის სანახავად, შესაძლოა გაოცებული ახსოვდეს, რომ მათ მიერ დაკვირვებული სამყაროს ადუღებული ქვაბი - მზესავით კაშკაშა ცაზე გაყინული ვარსკვლავები - სხვა არაფერია თუ არა ოლბერსის პარადოქსის დაბრუნება. უსასრულოდ ძველი და სტატიკური სამყარო.

ნებისმიერი ვარსკვლავური ბირთვი, ან ყავისფერი ჯუჯა, რომელიც გადარჩება აორთქლების ამ ეპოქას, ნაწილებად დაიშლება ყველაზე არაცერემონიული გზით. როდესაც ფონური გამოსხივების ტემპერატურა ათ მილიონ გრადუს კელვინს მიაღწევს, რაც შედარებულია ვარსკვლავების ცენტრალური რეგიონების ამჟამინდელ მდგომარეობასთან, ნებისმიერი დარჩენილი ბირთვული საწვავი შეიძლება აალდეს და გამოიწვიოს უზარმაზარი და სანახაობრივი აფეთქება. ამრიგად, ვარსკვლავური ობიექტები, რომლებიც ახერხებენ აორთქლების დროს გადარჩენას, ხელს შეუწყობენ სამყაროს დასასრულის ზოგად ატმოსფეროს, გადაიქცევა ფანტასტიკურ წყალბადის ბომბებად.

მცირდება სამყაროს პლანეტები გაიზიარებენ ვარსკვლავების ბედს. გაზის გიგანტური ბურთები, როგორიცაა იუპიტერი და სატურნი, აორთქლდებიან ვარსკვლავებზე ბევრად მსუბუქად და ტოვებენ მხოლოდ ცენტრალურ ბირთვებს, რომლებიც არ განსხვავდებიან ხმელეთის პლანეტებისგან. ნებისმიერი თხევადი წყალი უკვე დიდი ხანია აორთქლდა პლანეტების ზედაპირებიდან და ძალიან მალე მათი ატმოსფეროც მოჰყვება. რჩება მხოლოდ შიშველი და უნაყოფო უდაბნო. კლდოვანი ზედაპირები დნება და თხევადი ქვის ფენები თანდათან სქელდება, საბოლოოდ კი მთელ პლანეტას შთანთქავს. გრავიტაცია ხელს უშლის მომაკვდავი მდნარი ნარჩენების გაფრენას და ისინი ქმნიან მძიმე სილიკატურ ატმოსფეროს, რომელიც, თავის მხრივ, მიედინება გარე სივრცეში. აორთქლებადი პლანეტები, ჩაძირული ბრმა ცეცხლში, უკვალოდ ქრება.

როდესაც პლანეტები ტოვებენ სცენას, ვარსკვლავთშორისი სივრცის ატომები იწყებენ დაშლას მათ შემადგენელ ბირთვებად და ელექტრონებად. ფონის გამოსხივება იმდენად ძლიერი ხდება, რომ ფოტონები (სინათლის ნაწილაკები) იძენენ საკმარის ენერგიას ელექტრონების გასათავისუფლებლად. შედეგად, ბოლო რამდენიმე ასეული ათასი წლის განმავლობაში, ატომები წყვეტენ არსებობას და მატერია იშლება დამუხტულ ნაწილაკებად. ფონური გამოსხივება ძლიერად ურთიერთქმედებს ამ დამუხტულ ნაწილაკებთან, რაც იწვევს მატერიისა და გამოსხივების მჭიდრო გადაჯაჭვებას. კოსმოსური ფონის ფოტონები, რომლებიც შეუფერხებლად მოგზაურობდნენ რეკომბინაციის შემდეგ თითქმის სამოცი მილიარდი წლის განმავლობაში, მიდიან მათი "მომდევნო" გაფანტვის ზედაპირზე.

რუბიკონი იკვეთება, როდესაც სამყარო მისი დღევანდელი ზომის მეათათასედამდე იკლებს. ამ ეტაპზე რადიაციის სიმკვრივე აღემატება მატერიის სიმკვრივეს - ასე იყო მხოლოდ დიდი აფეთქების შემდეგ. რადიაცია კვლავ იწყებს დომინირებას სამყაროზე. იმის გამო, რომ მატერია და რადიაცია განსხვავებულად იქცევიან, რადგან მათ განიცადეს შეკუმშვა, შემდგომი შეკუმშვა ოდნავ იცვლება, როდესაც სამყარო გადის ამ გადასვლას. დარჩენილია მხოლოდ ათი ათასი წელი.

როდესაც საბოლოო შეკუმშვამდე მხოლოდ სამი წუთი რჩება, ატომის ბირთვები იწყებენ დაშლას. ეს დაშლა გრძელდება ბოლო წამამდე, რომლითაც ყველა თავისუფალი ბირთვი განადგურდება. ანტინუკლეოსინთეზის ეს ერა მნიშვნელოვნად განსხვავდება სწრაფი ნუკლეოსინთეზისგან, რომელიც მოხდა პირველადი ეპოქის პირველ რამდენიმე წუთში. კოსმოსური ისტორიის პირველ წუთებში მხოლოდ ყველაზე მსუბუქი ელემენტები ჩამოყალიბდა, ძირითადად წყალბადი, ჰელიუმი და ცოტა ლითიუმი. ბოლო რამდენიმე წუთში კოსმოსში არის მძიმე ბირთვების ფართო სპექტრი. რკინის ბირთვები ფლობენ უძლიერეს ბმებს, ამიტომ მათი დაშლა მოითხოვს ყველაზე მეტ ენერგიას ნაწილაკზე. თუმცა, შემცირებული სამყარო ქმნის სულ უფრო მაღალ ტემპერატურას და ენერგიას: ადრე თუ გვიან, რკინის ბირთვებიც კი დაიღუპებიან ამ გიჟურად დამანგრეველ გარემოში. სამყაროს სიცოცხლის ბოლო წამში მასში არც ერთი ქიმიური ელემენტი არ რჩება. პროტონები და ნეიტრონები ისევ თავისუფალი ხდებიან - ისევე როგორც კოსმიური ისტორიის პირველ წამში.

თუ ამ ეპოქაში სამყაროში სულ ცოტა სიცოცხლე დარჩა, ბირთვების განადგურების მომენტი ხდება წერტილი, რის გამოც ისინი არ ბრუნდებიან. ამ მოვლენის შემდეგ, სამყაროში აღარაფერი დარჩება, რაც დისტანციურადაც კი წააგავს ნახშირბადზე დაფუძნებულ ხმელეთის სიცოცხლეს. სამყაროში ნახშირბადი აღარ დარჩება. ნებისმიერი ორგანიზმი, რომელიც ახერხებს ბირთვული დაშლის გადარჩენას, უნდა ეკუთვნოდეს ჭეშმარიტად ეგზოტიკურ სახეობას. შესაძლოა, ძლიერ ურთიერთქმედებაზე დაფუძნებულ არსებებს შეეძლოთ სამყაროს სიცოცხლის ბოლო წამის ნახვა.

ბოლო წამი ძალიან ჰგავს დიდი აფეთქების ფილმს, რომელიც უკუღმა თამაშობს. ბირთვების დაშლის შემდეგ, როდესაც სამყაროს განადგურებისაგან მხოლოდ ერთი მიკროწამი ჰყოფს, თავად პროტონები და ნეიტრონები იშლება და სამყარო თავისუფალ კვარკების ზღვად იქცევა. როგორც შეკუმშვა გრძელდება, სამყარო უფრო ცხელი და მკვრივი ხდება და ფიზიკის კანონები მასში იცვლება. როდესაც სამყარო აღწევს ტემპერატურას დაახლოებით 10 15 გრადუს კელვინს, სუსტი ბირთვული ძალა და ელექტრომაგნიტური ძალა გაერთიანდებიან და წარმოქმნიან ელექტროსუსტ ძალას. ეს მოვლენა არის ერთგვარი კოსმოლოგიური ფაზის გადასვლა, რომელიც ბუნდოვნად მოგვაგონებს ყინულის წყალად გადაქცევას. როდესაც ჩვენ ვუახლოვდებით უმაღლეს ენერგიებს, ვუახლოვდებით დროის დასასრულს, ჩვენ ვშორდებით პირდაპირ ექსპერიმენტულ მტკიცებულებებს, რაც იწვევს თხრობას, მოგვწონს თუ არა, უფრო სპეკულაციური ხდება. და მაინც ვაგრძელებთ. ყოველივე ამის შემდეგ, სამყაროს ჯერ კიდევ 10-11 წამი დარჩა ისტორიაში.

შემდეგი მნიშვნელოვანი გადასვლა ხდება მაშინ, როდესაც ძლიერი ძალა ერწყმის ელექტროსუსტ ძალას. ამ მოვლენას ე.წ დიდი გაერთიანება, აერთიანებს ბუნების ოთხი ფუნდამენტური ძალიდან სამს: ძლიერ ბირთვულ ძალას, სუსტ ბირთვულ ძალას და ელექტრომაგნიტურ ძალას. ეს გაერთიანება ხდება წარმოუდგენლად მაღალ ტემპერატურაზე 10 28 გრადუსი კელვინი, როდესაც სამყაროს რჩება მხოლოდ 10 -37 წამი სიცოცხლისთვის.

ბოლო მნიშვნელოვანი მოვლენა, რომელიც შეგვიძლია აღვნიშნოთ ჩვენს კალენდარში, არის გრავიტაციის გაერთიანება დანარჩენ სამ ძალასთან. ეს საკვანძო მოვლენა ხდება მაშინ, როდესაც კოლაფსირებული სამყარო აღწევს დაახლოებით 10 32 გრადუს კელვინის ტემპერატურას, ხოლო დიდი კრუნჩხვა მხოლოდ 10-43 წამშია დაშორებული. ამ ტემპერატურას ან ენერგიას ჩვეულებრივ უწოდებენ პლანკის სიდიდე. სამწუხაროდ, მეცნიერებს არ აქვთ საკუთარი თავის თანმიმდევრული ფიზიკური თეორია ასეთი ენერგეტიკული მასშტაბისთვის, სადაც ბუნების ოთხივე ფუნდამენტური ძალა გაერთიანებულია ერთ მთლიანობაში. როდესაც ოთხი ძალის ეს გაერთიანება ხდება ხელახალი შეკუმშვის დროს, ფიზიკის კანონების ჩვენი თანამედროვე გაგება კარგავს თავის ადეკვატურობას. ჩვენ არ ვიცით, რა იქნება შემდეგ.

ჩვენი სამყაროს დახვეწა

შეუძლებელ და წარმოუდგენელ მოვლენებს რომ გადავხედეთ, მოდით ვისაუბროთ ყველაზე უჩვეულო მოვლენაზე, რომელიც მოხდა - სიცოცხლის წარმოშობა. ჩვენი სამყარო საკმაოდ კომფორტული ადგილია საცხოვრებლად, როგორც ვიცით. ფაქტობრივად, ოთხივე ასტროფიზიკური ფანჯარა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მის განვითარებაში. პლანეტები, ასტრონომიის ყველაზე პატარა ფანჯარა, უზრუნველყოფს ცხოვრებას სახლს. ისინი უზრუნველყოფენ "პეტრის კერძებს", რომლებშიც სიცოცხლე შეიძლება წარმოიშვას და განვითარდეს. ასევე აშკარაა ვარსკვლავების მნიშვნელობა: ისინი ბიოლოგიური ევოლუციისთვის აუცილებელი ენერგიის წყაროა. ვარსკვლავების მეორე ფუნდამენტური როლი არის ის, რომ ალქიმიკოსების მსგავსად, ისინი ქმნიან ჰელიუმზე მძიმე ელემენტებს: ნახშირბადს, ჟანგბადს, კალციუმს და სხვა ბირთვებს, რომლებიც ქმნიან ჩვენთვის ნაცნობ სიცოცხლის ფორმებს.

გალაქტიკები ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია, თუმცა ეს არც ისე აშკარაა. გალაქტიკების შეკრული გავლენის გარეშე, ვარსკვლავების მიერ წარმოქმნილი მძიმე ელემენტები მთელ სამყაროში იქნებოდა მიმოფანტული. ეს მძიმე ელემენტები არის აუცილებელი სამშენებლო ბლოკები, რომლებიც ქმნიან როგორც პლანეტებს, ასევე სიცოცხლის ყველა ფორმას. გალაქტიკები, თავიანთი დიდი მასებით და ძლიერი გრავიტაციული მიზიდულობით, აფერხებენ ვარსკვლავების სიკვდილის შემდეგ დარჩენილი ქიმიურად გამდიდრებულ გაზს. ეს ადრე დამუშავებული გაზი შემდგომში შედის ვარსკვლავების, პლანეტების და ადამიანების მომავალ თაობებში. ამრიგად, გალაქტიკების გრავიტაციული მიზიდულობა უზრუნველყოფს მძიმე ელემენტების ადვილად ხელმისაწვდომობას ვარსკვლავების შემდგომი თაობებისთვის და ჩვენი დედამიწის მსგავსი კლდოვანი პლანეტების ფორმირებისთვის.

თუ ჩვენ ვსაუბრობთ უდიდეს დისტანციებზე, მაშინ სამყაროს უნდა ჰქონდეს აუცილებელი თვისებები, რათა დაუშვას სიცოცხლის გაჩენა და განვითარება. და მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ გვაქვს არაფერი, რაც დისტანციურად ჰგავს ცხოვრებისა და მისი ევოლუციის სრულ გაგებას, ერთი ძირითადი მოთხოვნა შედარებით გარკვეულია: ამას დიდი დრო სჭირდება. ადამიანის გაჩენას ჩვენს პლანეტაზე დაახლოებით ოთხი მილიარდი წელი დასჭირდა და ჩვენ მზად ვართ დავდოთ ფსონი, რომ ნებისმიერ შემთხვევაში, მინიმუმ მილიარდი წელი უნდა გავიდეს ინტელექტუალური სიცოცხლის გაჩენისთვის. ამრიგად, სამყარო მთლიანობაში უნდა იცოცხლოს მილიარდობით წლის განმავლობაში, რათა სიცოცხლის განვითარება დაუშვას, ყოველ შემთხვევაში ბიოლოგიის შემთხვევაშიც კი ბუნდოვნად ჰგავს ჩვენსას.

ჩვენი სამყაროს თვისებები, როგორც მთელი, შესაძლებელს ხდის სიცოცხლის განვითარებისთვის ხელსაყრელი ქიმიური გარემოს უზრუნველყოფას. მიუხედავად იმისა, რომ მძიმე ელემენტები, როგორიცაა ნახშირბადი და ჟანგბადი, სინთეზირდება ვარსკვლავებში, წყალბადი ასევე სასიცოცხლო კომპონენტია. ეს არის წყლის სამი ატომიდან ორი, H 2 O, ჩვენი პლანეტის სიცოცხლის მნიშვნელოვანი კომპონენტის ნაწილი. შესაძლო სამყაროების უზარმაზარ ანსამბლს და მათ შესაძლო თვისებებს შევამჩნევთ, რომ პირველყოფილი ნუკლეოსინთეზის შედეგად მთელი წყალბადი შეიძლება გადამუშავდეს ჰელიუმად და კიდევ უფრო მძიმე ელემენტებად. ან სამყარო შეიძლებოდა ისე სწრაფად გაფართოვდა, რომ პროტონები და ელექტრონები არასოდეს შეხვედროდნენ წყალბადის ატომებს. თუმცა, სამყარო შესაძლოა დასრულებულიყო წყალბადის ატომების შექმნის გარეშე, რომლებიც ქმნიან წყლის მოლეკულებს, რომელთა გარეშეც ჩვეულებრივი სიცოცხლე არ იქნებოდა.

ამ მოსაზრებების გათვალისწინებით, ცხადი ხდება, რომ ჩვენს სამყაროს მართლაც აქვს აუცილებელი თვისებები, რათა დაუშვას ჩვენი არსებობა. ფიზიკის კანონების გათვალისწინებით, რომლებიც განისაზღვრება ფიზიკური მუდმივების მნიშვნელობებით, ფუნდამენტური ძალების სიდიდით და ელემენტარული ნაწილაკების მასებით, ჩვენი სამყარო ბუნებრივად ქმნის გალაქტიკებს, ვარსკვლავებს, პლანეტებს და სიცოცხლეს. თუ ფიზიკური კანონები ცოტა განსხვავებული იქნებოდა, ჩვენი სამყარო შეიძლება სრულიად დაუსახლებელი და ასტრონომიულად უკიდურესად ღარიბი ყოფილიყო.

მოდით, ცოტა უფრო დეტალურად წარმოვიდგინოთ ჩვენი სამყაროს საჭირო დახვეწილი რეგულირება. გალაქტიკები, სიცოცხლისთვის აუცილებელი ერთ-ერთი ასტროფიზიკური ობიექტი, იქმნება, როდესაც გრავიტაცია გადალახავს სამყაროს გაფართოებას და იწვევს ადგილობრივი რეგიონების შეკუმშვას. თუ გრავიტაციის ძალა გაცილებით სუსტია ან კოსმოლოგიური გაფართოების სიჩქარე ბევრად უფრო სწრაფი, მაშინ ამ დროისთვის კოსმოსში არც ერთი გალაქტიკა არ იქნებოდა. სამყარო გააგრძელებდა გაფანტვას, მაგრამ არ შეიცავდა გრავიტაციულად შეკრულ სტრუქტურას, ყოველ შემთხვევაში კოსმიური ისტორიის ამ ეტაპზე. მეორე მხრივ, თუ მიზიდულობის ძალა გაცილებით დიდი ყოფილიყო ან სივრცის გაფართოების ტემპი გაცილებით დაბალი ყოფილიყო, მაშინ მთელი სამყარო კვლავ დაინგრეოდა დიდ კრუნჩხვაში გალაქტიკების ფორმირების დაწყებამდე დიდი ხნით ადრე. ნებისმიერ შემთხვევაში, ჩვენს თანამედროვე სამყაროში სიცოცხლე არ იქნებოდა. ეს ნიშნავს, რომ გალაქტიკებითა და სხვა ფართომასშტაბიანი სტრუქტურებით სავსე სამყაროს საინტერესო შემთხვევა მოითხოვს საკმაოდ დელიკატურ კომპრომისს მიზიდულობის სიძლიერესა და გაფართოების სიჩქარეს შორის. და ჩვენმა სამყარომ გააცნობიერა სწორედ ასეთი კომპრომისი.

რაც შეეხება ვარსკვლავებს, ფიზიკური თეორიის საჭირო დახვეწა დაკავშირებულია კიდევ უფრო მკაცრ პირობებთან. ვარსკვლავებში მომხდარი შერწყმის რეაქციები ასრულებს ორ მთავარ როლს, რომლებიც აუცილებელია სიცოცხლის ევოლუციისთვის: ენერგიის გენერირება და ისეთი მძიმე ელემენტების წარმოება, როგორიცაა ნახშირბადი და ჟანგბადი. იმისათვის, რომ ვარსკვლავებმა შეასრულონ დასახული როლი, მათ უნდა იცოცხლონ დიდი ხნის განმავლობაში, მიაღწიონ საკმარისად მაღალ ცენტრალურ ტემპერატურას და იყვნენ საკმარისად საერთო. იმისათვის, რომ თავსატეხის ყველა ეს ნაწილი თავის ადგილზე მოხვდეს, სამყარო უნდა იყოს დაჯილდოებული განსაკუთრებული თვისებების ფართო სპექტრით.

ალბათ ყველაზე ნათელი მაგალითი შეიძლება მოჰყვეს ბირთვულ ფიზიკას. შერწყმის რეაქციები და ბირთვული სტრუქტურა დამოკიდებულია ძლიერი ძალის სიძლიერეზე. ატომური ბირთვები არსებობენ როგორც შეკრული სტრუქტურები, რადგან ძლიერ ძალას შეუძლია პროტონების ერთმანეთთან ახლოს შეკავება, მიუხედავად იმისა, რომ დადებითად დამუხტული პროტონების ელექტრული მოგერიების ძალა ბირთვს აშორებს. თუ ძლიერი ურთიერთქმედება ოდნავ სუსტი იქნებოდა, მაშინ უბრალოდ არ იქნებოდა მძიმე ბირთვები. მაშინ სამყაროში ნახშირბადი არ იქნებოდა და, შესაბამისად, ნახშირბადზე დაფუძნებული სიცოცხლის ფორმები. მეორეს მხრივ, თუ ძლიერი ბირთვული ძალა კიდევ უფრო ძლიერი იყო, მაშინ ორი პროტონი შეიძლება გაერთიანდეს წყვილებად, რომლებსაც დიპროტონები ეწოდება. ამ შემთხვევაში, ძლიერი ურთიერთქმედება იმდენად ძლიერი იქნება, რომ სამყაროს ყველა პროტონი გაერთიანდება დიპროტონებად ან უფრო დიდ ბირთვულ სტრუქტურებად და უბრალოდ აღარ დარჩება ჩვეულებრივი წყალბადი. წყალბადის გარეშე სამყაროში წყალი არ იქნებოდა და, შესაბამისად, არც სიცოცხლის ისეთი ფორმები, როგორიც ჩვენ ვიცით. ჩვენდა საბედნიეროდ, ჩვენს სამყაროს აქვს საკმარისი რაოდენობის ძლიერი ძალა წყალბადის, წყლის, ნახშირბადის და სიცოცხლისთვის აუცილებელი სხვა ინგრედიენტების დასაშვებად.

ანალოგიურად, სუსტ ბირთვულ ძალას რომ ჰქონდეს სრულიად განსხვავებული ძალა, ის მნიშვნელოვან გავლენას მოახდენდა ვარსკვლავურ ევოლუციაზე. თუ სუსტი ურთიერთქმედება გაცილებით ძლიერი იქნებოდა, მაგალითად, ძლიერ ურთიერთქმედებასთან შედარებით, მაშინ ვარსკვლავების ინტერიერში ბირთვული რეაქციები გაცილებით მაღალი სიჩქარით წარიმართებოდა, რის გამოც ვარსკვლავების სიცოცხლის ხანგრძლივობა მნიშვნელოვნად შემცირდებოდა. ჩვენ ასევე მოგვიწევს სუსტი ურთიერთქმედების სახელის შეცვლა. სამყაროს აქვს გარკვეული თავისუფლება ამ საკითხში, ვარსკვლავური მასების დიაპაზონის გამო - პატარა ვარსკვლავები უფრო დიდხანს ცოცხლობენ და მათი გამოყენება შესაძლებელია მზის ნაცვლად ბიოლოგიური ევოლუციის გასაკონტროლებლად. თუმცა, დეგენერირებული აირის წნევა (კვანტური მექანიკიდან) ხელს უშლის ვარსკვლავებს წყალბადის დაწვაში, როდესაც მათი მასა ძალიან მცირე გახდება. ამრიგად, ყველაზე ხანგრძლივ ვარსკვლავთა სიცოცხლის ხანგრძლივობაც კი სერიოზულად შემცირდება. როგორც კი ვარსკვლავის სიცოცხლის მაქსიმალური ხანგრძლივობა მილიარდ წლიან ნიშნულზე დაბლა დაეცემა, სიცოცხლის განვითარება მაშინვე კომპრომეტირებულია. სუსტი ძალის რეალური ღირებულება მილიონჯერ უფრო მცირეა, ვიდრე ძლიერი ძალა, რაც მზეს საშუალებას აძლევს დაწვას თავისი წყალბადი ნელა და ძალისხმევის გარეშე, რაც საჭიროა დედამიწაზე სიცოცხლის ევოლუციისთვის.

შემდეგ უნდა განვიხილოთ პლანეტები - სიცოცხლისთვის აუცილებელი ყველაზე პატარა ასტროფიზიკური ობიექტები. პლანეტების ფორმირებას სამყაროსგან მძიმე ელემენტების წარმოება სჭირდება და, შესაბამისად, იგივე ბირთვული შეზღუდვები, რაც უკვე ზემოთ იყო აღწერილი. გარდა ამისა, პლანეტების არსებობა მოითხოვს, რომ სამყაროს ფონური ტემპერატურა იყოს საკმარისად დაბალი, რომ მყარი ნივთიერებები კონდენსაციას განიცდიან. ჩვენი სამყარო მხოლოდ ექვსჯერ უფრო პატარა რომ იყოს, ვიდრე ახლა არის და, შესაბამისად, ათასჯერ უფრო ცხელი, მაშინ ვარსკვლავთშორისი მტვრის ნაწილაკები აორთქლდებოდა და უბრალოდ არ იქნებოდა ნედლეული კლდოვანი პლანეტების ფორმირებისთვის. ამ ცხელ ჰიპოთეტურ სამყაროში გიგანტური პლანეტების ფორმირებაც კი უკიდურესად ჩახშობილი იქნება. საბედნიეროდ, ჩვენი სამყარო საკმარისად მაგარია პლანეტების წარმოქმნის დასაშვებად.

კიდევ ერთი გასათვალისწინებელია მზის სისტემის გრძელვადიანი სტაბილურობა მისი ჩამოყალიბებისთანავე. ჩვენს თანამედროვე გალაქტიკაში ორივე ურთიერთქმედება და ვარსკვლავური შეტაკებები იშვიათი და სუსტია ვარსკვლავების ძალიან დაბალი სიმკვრივის გამო. თუ ჩვენი გალაქტიკა შეიცავდა ვარსკვლავების ერთსა და იმავე რაოდენობას, მაგრამ ასჯერ უფრო მცირე, ვარსკვლავების გაზრდილი სიმკვრივე გამოიწვევდა საკმაოდ დიდ ალბათობას, რომ სხვა ვარსკვლავი შემოვიდეს ჩვენს მზის სისტემაში, რომელიც გაანადგურებს პლანეტების ორბიტას. ასეთმა კოსმოსურმა შეჯახებამ შეიძლება შეცვალოს დედამიწის ორბიტა და ჩვენი პლანეტა საცხოვრებლად გამოუსადეგარი გახადოს ან თუნდაც დედამიწა მზის სისტემიდან გადააგდოს. ნებისმიერ შემთხვევაში, ასეთი კატაკლიზმი სიცოცხლის დასასრულს ნიშნავს. საბედნიეროდ, ჩვენს გალაქტიკაში, ჩვენი მზის სისტემისთვის მოსალოდნელი დრო, რომ გადარჩეს კურსის ცვალებად შეჯახებას, გაცილებით მეტია, ვიდრე ის დრო, რაც დასჭირდება სიცოცხლის განვითარებას.

ჩვენ ვხედავთ, რომ გრძელვადიანი სამყარო, რომელიც შეიცავს გალაქტიკებს, ვარსკვლავებსა და პლანეტებს, მოითხოვს ფუნდამენტური მუდმივების მნიშვნელობების საკმაოდ სპეციალურ კომპლექტს, რომელიც განსაზღვრავს ძირითადი ძალების მნიშვნელობებს. ასე რომ, ეს საჭირო დახვეწილი რეგულირება ბადებს ძირითად კითხვას: რატომ აქვს ჩვენს სამყაროს სწორედ ეს სპეციფიკური თვისებები, რომლებიც საბოლოოდ წარმოშობს სიცოცხლეს?ყოველივე ამის შემდეგ, ის ფაქტი, რომ ფიზიკური კანონები ზუსტად ისეთია, რომ ჩვენს არსებობას გვაძლევს, ნამდვილად გასაოცარი დამთხვევაა. როგორც ჩანს, სამყარომ რატომღაც იცოდა, რომ ჩვენ მოვდიოდით. რა თქმა უნდა, პირობები სხვაგვარად რომ ყოფილიყო, ჩვენ უბრალოდ აქ არ ვიქნებოდით და ამ საკითხზე განსახილველი არავინ იქნებოდა. თუმცა, კითხვა "რატომ?" ეს არსად არ ქრება.

ამის გაგება რატომფიზიკური კანონები, ზუსტად ისეთი, როგორიც არის, მიგვიყვანს თანამედროვე მეცნიერების განვითარების საზღვართან. წინასწარი ახსნა-განმარტებები უკვე გაკეთდა, მაგრამ საკითხი კვლავ ღიად რჩება. მეოცე საუკუნიდან მოყოლებული მეცნიერებამ უზრუნველყო კარგი სამუშაო გაგება რაარსებობს ჩვენი ფიზიკის კანონები, ჩვენ შეგვიძლია ვიმედოვნებთ, რომ ოცდამეერთე საუკუნის მეცნიერება მოგვცემს გაგებას რატომფიზიკურ კანონებს ზუსტად ეს ფორმა აქვთ. ამ მიმართულებით გარკვეული მინიშნებები უკვე იწყება, როგორც ახლა დავინახავთ.

მარადიული სირთულე

ეს აშკარა დამთხვევა (რომ სამყაროს აქვს ზუსტად ის განსაკუთრებული თვისებები, რომლებიც იძლევა სიცოცხლის წარმოშობისა და ევოლუციის საშუალებას) გაცილებით ნაკლებად სასწაულებრივად გვეჩვენება, თუ მივიღებთ იმას, რომ ჩვენი სამყარო - სივრცე-დროის რეგიონი, რომელთანაც ჩვენ ვართ დაკავშირებული - არის მხოლოდ უთვალავი სხვა. სამყაროები. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენი სამყარო მხოლოდ მცირე ნაწილია მრავალმხრივი- სამყაროების უზარმაზარი ანსამბლი, რომელთაგან თითოეულს აქვს ფიზიკის კანონების საკუთარი ვერსიები. ამ შემთხვევაში, სამყაროების სრული ნაკრები გააცნობიერებს ფიზიკის კანონების ყველა შესაძლო ვერსიას. თუმცა სიცოცხლე განვითარდება მხოლოდ იმ კონკრეტულ სამყაროებში, რომლებსაც აქვთ ფიზიკური კანონების სასურველი ვერსია. მაშინ აშკარა ხდება ის ფაქტი, რომ ჩვენ ვცხოვრობთ სამყაროში სიცოცხლისთვის აუცილებელი თვისებებით.

მოდით განვმარტოთ განსხვავება "სხვა სამყაროებსა" და ჩვენი სამყაროს "სხვა ნაწილებს" შორის. სივრცე-დროის ფართომასშტაბიანი გეომეტრია შეიძლება იყოს ძალიან რთული. ჩვენ ამჟამად სამყაროს ერთგვაროვან ნაჭერში ვცხოვრობთ, რომლის დიამეტრული ზომა დაახლოებით ოცი მილიარდი სინათლის წელია. ეს არე წარმოადგენს სივრცის იმ ნაწილს, რომელსაც შეუძლია მიზეზ-შედეგობრივი გავლენა მოახდინოს ჩვენზე მოცემულ დროს. სამყაროს მომავლისკენ გადაადგილებისას, სივრცე-დროის რეგიონი, რომელსაც შეუძლია გავლენა მოახდინოს ჩვენზე, გაიზრდება. ამ თვალსაზრისით, რაც უფრო დაბერდება ჩვენი სამყარო, ის უფრო მეტ სივრცე-დროს შეიცავს. თუმცა, შეიძლება არსებობდეს სივრცე-დროის სხვა რეგიონები არასოდესვერ აღმოჩნდებიან მიზეზობრივ კავშირში სამყაროს ჩვენს ნაწილთან, რამდენი ხანი არ უნდა ველოდოთ და რამდენიც არ უნდა დაბერდეს ჩვენი სამყარო. ეს სხვა რეგიონები იზრდება და ვითარდებიან სრულიად დამოუკიდებლად იმ ფიზიკური მოვლენებისგან, რომლებიც ხდება ჩვენს სამყაროში. ასეთი ტერიტორიები ეკუთვნის სხვა სამყაროებს.

მას შემდეგ რაც ჩვენ მივიღებთ სხვა სამყაროების არსებობის შესაძლებლობას, დამთხვევათა სიმრავლე, რომელიც გვაქვს ჩვენს სამყაროში, გაცილებით სასიამოვნო გამოიყურება. მაგრამ აქვს თუ არა ამ კონცეფციას სხვა სამყაროების ამდენი აზრი? შესაძლებელია თუ არა, მაგალითად, დიდი აფეთქების თეორიის ფარგლებში მრავალი სამყაროს ბუნებრივად მოთავსება, ან თუნდაც მისი გონივრული გაფართოება? გასაკვირია, რომ პასუხი არის მტკიცე დიახ.

ანდრეი ლინდემ, გამოჩენილმა რუსმა კოსმოლოგმა, რომელიც ამჟამად სტენფორდში იმყოფება, წარმოადგინა კონცეფცია მარადიული ინფლაცია. უხეშად რომ ვთქვათ, ეს თეორიული იდეა ნიშნავს, რომ ნებისმიერ დროს სივრცე-დროის ზოგიერთი რეგიონი, რომელიც მდებარეობს სადღაც მულტი სამყაროში, განიცდის ინფლაციურ გაფართოების ფაზას. ამ სცენარის მიხედვით, სივრცე-დროის ქაფი, ინფლაციის მექანიზმის მეშვეობით, მუდმივად შობს ახალ სამყაროებს (როგორც უკვე განვიხილეთ პირველ თავში). ამ ინფლაციური გაფართოების ზოგიერთი რეგიონი გადაიქცევა საინტერესო სამყაროებად, როგორიცაა ჩვენი საკუთარი ლოკალური სივრცის დრო. მათ აქვთ ფიზიკური კანონები, რომლებიც მართავენ გალაქტიკების, ვარსკვლავებისა და პლანეტების ფორმირებას. ამ სფეროებიდან ზოგიერთმა შესაძლოა ინტელექტუალური ცხოვრებაც კი განავითაროს.

ამ იდეას აქვს როგორც ფიზიკური მნიშვნელობა, ასევე მნიშვნელოვანი შინაგანი მიმზიდველობა. მაშინაც კი, თუ ჩვენი სამყარო, ჩვენი საკუთარი ლოკალური სივრცე-დროის რეგიონი, ნელი და მტკივნეული სიკვდილით მოკვდებოდა, ირგვლივ ყოველთვის სხვა სამყაროები იქნებოდა. ყოველთვის იქნება რაღაც სხვა. თუ მულტი სამყაროს უფრო დიდი პერსპექტივიდან შევხედავთ, რომელიც მოიცავს სამყაროების მთელ ანსამბლს, მაშინ ის შეიძლება ჩაითვალოს ჭეშმარიტად მარადიულად.

კოსმოსური ევოლუციის ეს სურათი მოხდენილად გვერდს უვლის მეოცე საუკუნის კოსმოლოგიაში წარმოქმნილ ერთ-ერთ ყველაზე უსიამოვნო კითხვას: თუ სამყარო დაიწყო დიდი აფეთქებით სულ რაღაც ათი მილიარდი წლის წინ, რა მოხდა დიდ აფეთქებამდე?ეს რთული კითხვა „რა იყო მაშინ, როცა ჯერ არაფერი იყო“ არის საზღვარი მეცნიერებასა და ფილოსოფიას შორის, ფიზიკასა და მეტაფიზიკას შორის. ჩვენ შეგვიძლია ფიზიკური კანონის ექსტრაპოლაცია დროში მივაწოდოთ იმ დრომდე, როდესაც სამყარო მხოლოდ 10-43 წამის ასაკი იყო, თუმცა ამ პუნქტთან მიახლოებისას ჩვენი ცოდნის გაურკვევლობა გაიზრდება და ადრინდელი ეპოქები ზოგადად მიუწვდომელია თანამედროვე სამეცნიერო მეთოდებისთვის. თუმცა, მეცნიერება ჯერ კიდევ არ დგას და გარკვეული პროგრესი უკვე იწყება ამ სფეროში. უფრო ფართო კონტექსტში, რომელსაც გვაწვდის მულტი სამყაროს კონცეფცია და მარადიული ინფლაცია, ჩვენ ნამდვილად შეგვიძლია ჩამოვაყალიბოთ პასუხი: დიდ აფეთქებამდე არსებობდა (და ახლაც არის!) ქაფიანი რეგიონი მაღალი ენერგიის სივრცის დროს. ამ კოსმოსური ქაფიდან, დაახლოებით ათი მილიარდი წლის წინ, ჩვენი სამყარო დაიბადა, რომელიც დღესაც განაგრძობს განვითარებას. ანალოგიურად, სხვა სამყაროები კვლავ იბადებიან და ეს პროცესი შეიძლება უსასრულოდ გაგრძელდეს. მართალია, ეს პასუხი ცოტა გაუგებარი და შესაძლოა ცოტა არადამაკმაყოფილებელი რჩება. მიუხედავად ამისა, ფიზიკა უკვე მიაღწია იმ დონეს, რომ ჩვენ შეგვიძლია მაინც დავიწყოთ ამ დიდი ხნის კითხვის განხილვა.

მულტი სამყაროს კონცეფციით, ჩვენ ვიღებთ კოპერნიკის რევოლუციის შემდეგ დონეს. როგორც ჩვენს პლანეტას არ აქვს განსაკუთრებული ადგილი ჩვენს მზის სისტემაში და ჩვენს მზის სისტემას არ აქვს განსაკუთრებული სტატუსი სამყაროში, ასევე ჩვენს სამყაროს არ აქვს განსაკუთრებული ადგილი სამყაროების გიგანტურ კოსმიურ ნარევში, რომელიც ქმნის მულტი სამყაროს. .

დარვინის შეხედულება სამყაროებზე

ჩვენი სამყაროს დრო-სივრცე უფრო რთული ხდება ასაკთან ერთად. თავიდანვე, დიდი აფეთქების შემდეგ, ჩვენი სამყარო ძალიან გლუვი და ერთგვაროვანი იყო. ასეთი საწყისი პირობები აუცილებელი იყო სამყაროს თანამედროვე ფორმაში გადაქცევისთვის. თუმცა, სამყაროს განვითარებასთან ერთად, გალაქტიკური და ვარსკვლავური პროცესების შედეგად წარმოიქმნება შავი ხვრელები, რომლებიც გასდევს სივრცე-დროს თავიანთი შინაგანი სინგულარობით. ამრიგად, შავი ხვრელები ქმნიან იმას, რაც შეიძლება ჩაითვალოს ხვრელების სივრცეში. პრინციპში, ამ სინგულარობამ ასევე შეიძლება უზრუნველყოს კავშირები სხვა სამყაროებთან. შეიძლება ასევე მოხდეს, რომ შავი ხვრელის სინგულარობაში დაიბადოს ახალი სამყაროები - ბავშვთა სამყაროები, რაზეც მეხუთე თავში ვისაუბრეთ. ამ შემთხვევაში, ჩვენს სამყაროს შეუძლია შექმნას ახალი სამყარო, რომელიც ჩვენს სამყაროს უკავშირდება შავი ხვრელის მეშვეობით.

თუ მსჯელობის ამ ჯაჭვს მივყვებით მის ლოგიკურ დასასრულამდე, წარმოიქმნება უაღრესად საინტერესო სცენარი მრავალ სამყაროში სამყაროების ევოლუციის შესახებ. თუ სამყაროებს შეუძლიათ ახალი სამყაროების დაბადება, მაშინ ფიზიკურ თეორიაში შეიძლება გამოჩნდეს მემკვიდრეობის, მუტაციისა და ბუნებრივი გადარჩევის ცნებები. ევოლუციის ამ კონცეფციას იცავდა ლი სმოლინი, ფიზიკოსი, ფარდობითობის ზოგადი და ველის კვანტური თეორიის სპეციალისტი.

დავუშვათ, რომ შავ ხვრელების შიგნით არსებულ სინგულარობებს შეუძლიათ სხვა სამყაროების დაბადება, როგორც ეს არის ახალი სამყაროების დაბადება, რაც წინა თავში განვიხილეთ. როგორც ეს სხვა სამყაროები ვითარდება, ისინი ჩვეულებრივ კარგავენ მიზეზობრივ კავშირს ჩვენს სამყაროსთან. თუმცა, ეს ახალი სამყაროები რჩება ჩვენთან დაკავშირებული სინგულარობის მეშვეობით, რომელიც მდებარეობს შავი ხვრელის ცენტრში. - ახლა ვთქვათ, რომ ფიზიკის კანონები ამ ახალ სამყაროებში ჰგავს ფიზიკის კანონებს ჩვენს სამყაროში, მაგრამ არა აბსოლუტურად. პრაქტიკაში, ეს განცხადება ნიშნავს, რომ ფიზიკურ მუდმივებს, ფუნდამენტურ ძალებს და ნაწილაკების მასებს აქვთ მსგავსი, მაგრამ არა ეკვივალენტური მნიშვნელობები. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ახალი სამყარო მემკვიდრეობით იღებს ფიზიკურ კანონებს დედა სამყაროსგან, მაგრამ ეს კანონები შეიძლება ოდნავ განსხვავებული იყოს, რაც ძალიან ჰგავს გენების მუტაციებს დედამიწის ფლორისა და ფაუნის რეპროდუქციის დროს. ამ კოსმოლოგიურ გარემოში, ახალი სამყაროს ზრდა და ქცევა დაემსგავსება, მაგრამ არა ზუსტად, ორიგინალური დედა სამყაროს ევოლუციას. ამრიგად, სამყაროს მემკვიდრეობის ეს სურათი სრულიად ანალოგიურია ბიოლოგიური ცხოვრების ფორმების სურათის.

მემკვიდრეობითა და მუტაციით, სამყაროს ეს ეკოსისტემა იღებს დარვინის ევოლუციური სქემის მომხიბვლელ შესაძლებლობას. კომოლოგიურ-დარვინისეული პერსპექტივიდან, "წარმატებული" სამყაროები არიან ისეთები, რომლებიც ქმნიან დიდი რაოდენობით შავ ხვრელებს. ვინაიდან შავი ხვრელები წარმოიქმნება ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების წარმოქმნისა და სიკვდილის შედეგად, ეს წარმატებული სამყაროები უნდა შეიცავდეს ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების დიდ რაოდენობას. გარდა ამისა, შავი ხვრელების ფორმირებას საკმაოდ დიდი დრო სჭირდება. ჩვენს სამყაროში გალაქტიკები წარმოიქმნება დაახლოებით მილიარდი წლის განმავლობაში; მასიური ვარსკვლავები ცხოვრობენ და კვდებიან დროის მოკლე მონაკვეთში, რომელიც იზომება მილიონობით წელიწადში. ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების დიდი რაოდენობით წარმოქმნის დასაშვებად, ნებისმიერ წარმატებულ სამყაროს უნდა ჰქონდეს არა მხოლოდ ფიზიკური მუდმივების სწორი მნიშვნელობები, არამედ უნდა იყოს შედარებით ხანგრძლივი. ვარსკვლავებით, გალაქტიკებითა და სიცოცხლის ხანგრძლივობით, სამყარო შესაძლოა სიცოცხლის განვითარების საშუალებას იძლევა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, წარმატებულ სამყაროებს ავტომატურად აქვთ თითქმის სწორი მახასიათებლები სიცოცხლის ბიოლოგიური ფორმების წარმოქმნისთვის.

მთლიანობაში სამყაროების რთული კრებულის ევოლუცია დედამიწაზე ბიოლოგიური ევოლუციის მსგავსად მიმდინარეობს. წარმატებული სამყაროები ქმნიან შავ ხვრელების დიდ რაოდენობას და შობენ ახალ სამყაროს დიდ რაოდენობას. ეს ასტრონომიული „ჩვილები“ ​​დედის სამყაროდან მემკვიდრეობით იღებენ სხვადასხვა სახის ფიზიკურ კანონებს მცირედი ცვლილებებით. ის მუტაციები, რომლებიც კიდევ უფრო მეტი შავი ხვრელების წარმოქმნას იწვევს, ასევე იწვევს მეტი „ბავშვის“ წარმოქმნას. სამყაროების ამ ეკოსისტემის განვითარებასთან ერთად, ყველაზე გავრცელებული სამყაროებია ის, რომლებიც ქმნიან შავ ხვრელების, ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების წარმოუდგენელ რაოდენობას. ამ იმავე სამყაროებს აქვთ სიცოცხლის ყველაზე მაღალი შანსი. ჩვენს სამყაროს, ნებისმიერი მიზეზის გამო, აქვს მხოლოდ ის მახასიათებლები, რომ იცხოვროს დიდხანს და შექმნას მრავალი ვარსკვლავი და გალაქტიკა: ამ უზარმაზარი დარვინისეული სქემის მიხედვით, ჩვენი სამყარო წარმატებულია. ამ უფრო ფართო პერსპექტივიდან დანახული, ჩვენი სამყარო არც უჩვეულოა და არც წვრილად მორგებული; ეს უფრო ჩვეულებრივი და, შესაბამისად, მოსალოდნელი სამყაროა. მიუხედავად იმისა, რომ ევოლუციის ეს სურათი რჩება სპეკულაციური და საკამათო, ის იძლევა ელეგანტურ და დამაჯერებელ ახსნას, თუ რატომ აქვს ჩვენს სამყაროს ის თვისებები, რასაც ჩვენ ვაკვირდებით.

დროის საზღვრების გადალახვა

თქვენს წინაშე მყოფი კოსმოსის ბიოგრაფიაში, ჩვენ მივაკვლიეთ სამყაროს განვითარებას მისი ცქრიალა, უნიკალური დასაწყისიდან, თანამედროვე დროის თბილი და ნაცნობი ცის გავლით, უცნაური გაყინული უდაბნოების გავლით, მის საბოლოო სიკვდილამდე მარადიულ სიბნელეში. როდესაც ჩვენ ვცდილობთ კიდევ უფრო ღრმად ჩავიხედოთ ბნელ უფსკრულში, ჩვენი პროგნოზირების შესაძლებლობები მნიშვნელოვნად უარესდება. შესაბამისად, ჩვენი ჰიპოთეტური მოგზაურობა კოსმიურ დროში უნდა დასრულდეს, ან სულ მცირე, საშინლად არასრული გახდეს რომელიმე მომავალ ეპოქაში. ამ წიგნში ჩვენ ავაშენეთ დროის მასშტაბი, რომელიც მოიცავს ასობით კოსმოლოგიურ ათწლეულს. ზოგიერთი მკითხველი უეჭველად იგრძნობს, რომ ზედმეტად შორს გადავიტანეთ ჩვენი თხრობა თავდაჯერებულად, ზოგს კი შეიძლება გაუკვირდეს, როგორ შეგვეძლო გაჩერება ისეთ წერტილში, რომელიც მარადისობასთან შედარებით, ასე ახლოსაა საწყისთან.

ერთ რამეში შეგვიძლია დარწმუნებული ვიყოთ. მომავლის სიბნელეში მოგზაურობისას სამყარო აჩვენებს გარდამავალობისა და უცვლელობის შესანიშნავ კომბინაციას, რომელიც მჭიდროდ არის გადახლართული. და მიუხედავად იმისა, რომ სამყარო თავად გაუძლებს დროის გამოცდას, მომავალში პრაქტიკულად აღარაფერი დარჩება, რაც თუნდაც შორს წააგავს აწმყოს. ჩვენი მუდმივად განვითარებადი სამყაროს ყველაზე მდგრადი მახასიათებელი ცვლილებაა. და მიმდინარე ცვლილებების ეს უნივერსალური პროცესი მოითხოვს გაფართოებულ კოსმოლოგიურ პერსპექტივას, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენი შეხედულების სრულ ცვლილებას უდიდესი მასშტაბების შესახებ. ვინაიდან სამყარო მუდმივად იცვლება, ჩვენ უნდა ვეცადოთ გავიგოთ მიმდინარე კოსმოლოგიური ეპოქა, მიმდინარე წელი და დღესაც კი. კოსმოსის განვითარებადი ისტორიის ყოველი მომენტი წარმოადგენს უნიკალურ შესაძლებლობას, შანსს მიაღწიოს სიდიადეს, თავგადასავალს, რომელიც უნდა იცხოვრო. დროის კოპერნიკის პრინციპის მიხედვით, ყოველი მომავალი ეპოქა სავსეა ახალი შესაძლებლობებით.

თუმცა, არ არის საკმარისი პასიური განცხადების გაკეთება მოვლენების გარდაუვალობაზე და „გლოვის გარეშე მოხდეს რაც უნდა მოხდეს“. ჰაქსლის ხშირად მიკუთვნებულ პასაჟში ნათქვამია, რომ „ექვს მაიმუნს თუ დააყენებთ საბეჭდ მანქანაში და ნებას რთავთ აკრიფონ ის, რაც სურთ მილიონობით წლის განმავლობაში, ისინი საბოლოოდ დაწერენ ყველა წიგნს ბრიტანეთის მუზეუმში“. ეს წარმოსახვითი მაიმუნები დიდი ხანია მოჰყავთ მაგალითად, როდესაც განიხილება ბუნდოვანი ან დაუსაბუთებელი აზრი, როგორც წარმოუდგენელი მოვლენების დადასტურება, ან თუნდაც ადამიანის ხელის დიდი მიღწევების უგულებელყოფის მიზნით, იმ ინსინუაციით, რომ ისინი სხვა არაფერია, თუ არა ბედნიერი შემთხვევა. დიდი ბევრი წარუმატებლობა. ბოლოს და ბოლოს, თუ რამე შეიძლება მოხდეს, ეს აუცილებლად მოხდება, არა?

თუმცა, სივრცის მომავლის ჩვენი გაგებაც კი, რომელიც ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა, ამ თვალსაზრისის აშკარა აბსურდულობას ავლენს. მარტივი გაანგარიშებით ვარაუდობენ, რომ შემთხვევით შერჩეულ მაიმუნებს მხოლოდ ერთი წიგნის შესაქმნელად დასჭირდებათ თითქმის ნახევარი მილიონი კოსმოლოგიური ათწლეული (ბევრი წელი, ვიდრე პროტონების რაოდენობა სამყაროში).

სამყაროს განზრახული აქვს მთლიანად შეცვალოს თავისი ხასიათი და არაერთხელ, სანამ ეს იგივე მაიმუნები დაიწყებენ მათთვის დაკისრებული დავალების შესრულებას. ას წელზე ნაკლებ დროში ეს მაიმუნები სიბერისგან დაიღუპებიან. ხუთ მილიარდ წელიწადში მზე, რომელიც წითელ გიგანტად გადაიქცა, დაწვავს დედამიწას და მასთან ერთად ყველა საბეჭდ მანქანას. თოთხმეტი კოსმოლოგიური ათწლეულის შემდეგ, სამყაროს ყველა ვარსკვლავი დაიწვება და მაიმუნები ვეღარ ხედავენ საბეჭდი მანქანების გასაღებს. მეოცე კოსმოლოგიურ ათწლეულში გალაქტიკა დაკარგავს თავის მთლიანობას და მაიმუნებს ექნებათ გალაქტიკის ცენტრში მდებარე შავმა ხვრელმა გადაყლაპვის ძალიან რეალური შანსი. და პროტონებიც კი, რომლებიც ქმნიან მაიმუნებს და მათ ნამუშევრებს, განზრახული აქვთ გახრწნიან ორმოცი კოსმოლოგიური ათწლეულის გასვლამდე: ისევ და ისევ, დიდი ხნით ადრე, სანამ მათი ჰერკულესური მუშაობა საკმარისად შორს წავიდა. მაგრამ იმ შემთხვევაშიც კი, თუ მაიმუნებმა შეძლეს გადაურჩნენ ამ კატასტროფას და გააგრძელონ მუშაობა შავი ხვრელების მიერ გამოსხივებულ სუსტ ნათებაში, მათი ძალისხმევა მაინც უშედეგო იქნება მეასე კოსმოლოგიურ ათწლეულში, როდესაც ბოლო შავი ხვრელები აფეთქების შედეგად დატოვებენ სამყაროს. მაგრამ იმ შემთხვევაშიც კი, თუ მაიმუნები ამ კატასტროფას გადაურჩებოდნენ და ეცხოვრათ, ვთქვათ, ას ორმოცდამეათე კოსმოლოგიურ ათწლეულამდე, ისინი მხოლოდ მიიღებდნენ შესაძლებლობას შეხვდნენ კოსმოლოგიური ფაზის გადასვლის საბოლოო საფრთხეს.

და მიუხედავად იმისა, რომ ას ორმოცდამეათე კოსმოლოგიური ათწლეულის განმავლობაში მაიმუნები, საბეჭდი მანქანები და ნაბეჭდი ფურცლები განადგურდება არაერთხელ, თავად დრო, რა თქმა უნდა, არ დასრულდება. როდესაც ვუყურებთ მომავლის სიბნელეს, უფრო მეტად ვიზღუდებით წარმოსახვის ნაკლებობით და შესაძლოა ფიზიკური გაგების არაადეკვატურობით, ვიდრე დეტალების მართლაც მწირი ნაკრებით. ენერგიის დაბალი დონე და თითქოსდა აქტივობის ნაკლებობა, რომელიც სამყაროს ელის, კომპენსირებულია მისთვის ხელმისაწვდომი დროის გაზრდილი რაოდენობით. ჩვენ შეგვიძლია ოპტიმიზმით ველით გაურკვეველ მომავალს. და მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენი მყუდრო სამყარო განზრახული აქვს გაქრობას, უამრავი საინტერესო ფიზიკური, ასტრონომიული, ბიოლოგიური და შესაძლოა ინტელექტუალური მოვლენაც კი ჯერ კიდევ ფრთებში ელოდება, რადგან ჩვენი სამყარო აგრძელებს მოგზაურობას მარადიულ სიბნელეში.

კოსმოსური დროის კაფსულა

სამყაროს ამ ისტორიის განმავლობაში რამდენჯერმე შევხვდით სხვა სამყაროებში სიგნალების გაგზავნის შესაძლებლობას. თუ ჩვენ შეგვეძლო, მაგალითად, შეგვექმნა სამყარო ლაბორატორიულ გარემოში, დაშიფრული სიგნალი შეიძლება გადაეცეს მას, სანამ ის დაკარგავდა მიზეზობრივ კავშირს ჩვენს სამყაროსთან. მაგრამ თუ შეგეძლოთ ასეთი შეტყობინების გაგზავნა, რას დაწერდით მასში?

თქვენ ალბათ გსურთ შეინარჩუნოთ ჩვენი ცივილიზაციის არსი: ხელოვნება, ლიტერატურა და მეცნიერება. თითოეულ მკითხველს ექნება გარკვეული წარმოდგენა იმის შესახებ, თუ რა ნაწილები უნდა იყოს დაცული ჩვენი კულტურის ამ გზით. მიუხედავად იმისა, რომ ყველას ექნებოდა საკუთარი აზრი ამ საკითხთან დაკავშირებით, ჩვენ ვიმოქმედებთ ძალიან არაკეთილსინდისიერად, თუ არ გაგვეკეთებინა რაიმე წინადადება ჩვენი კულტურის ზოგიერთი ნაწილის არქივის შესახებ. მაგალითად, გთავაზობთ მეცნიერების, უფრო ზუსტად, ფიზიკისა და ასტრონომიის კაფსულირებული ვერსიას. ყველაზე ძირითად შეტყობინებებს შორის შეიძლება იყოს შემდეგი:

მატერია შედგება ატომებისგან, რომლებიც თავის მხრივ უფრო მცირე ნაწილაკებისგან შედგება.

მცირე დისტანციებზე ნაწილაკები ავლენენ ტალღურ თვისებებს.

ბუნებას მართავს ოთხი ფუნდამენტური ძალა.

სამყარო შედგება განვითარებადი სივრცე-დროისგან.

ჩვენი სამყარო შეიცავს პლანეტებს, ვარსკვლავებს და გალაქტიკებს.

ფიზიკური სისტემები ვითარდება დაბალ ენერგიულ და მზარდ აშლილობამდე.

ეს ექვსი პუნქტი, რომელთა უნივერსალური როლი უკვე ნათელი უნდა იყოს, შეიძლება მივიჩნიოთ ფიზიკურ მეცნიერებებში ჩვენი მიღწევების საგანძურად. ეს არის ალბათ ყველაზე მნიშვნელოვანი ფიზიკური ცნებები, რომლებიც ჩვენმა ცივილიზაციამ დღემდე აღმოაჩინა. მაგრამ თუ ეს ცნებები საგანძურია, მაშინ მათი დაგვირგვინება აუცილებლად მეცნიერული მეთოდი უნდა იყოს. თუ არსებობს სამეცნიერო მეთოდი, მაშინ საკმარისი დროისა და ძალისხმევის გათვალისწინებით, ყველა ეს შედეგი ავტომატურად მიიღება. თუ შესაძლებელი იქნებოდა სხვა სამყაროში გადაეცეს მხოლოდ ერთი კონცეფცია, რომელიც წარმოადგენს ჩვენი კულტურის ინტელექტუალურ მიღწევებს, ყველაზე ღირებული გზავნილი იქნებოდა სამეცნიერო მეთოდი.

თუმცა, ფარდობითობის განტოლებები ასევე იძლევა სხვა შესაძლებლობას: შეკუმშვას. აქვს თუ არა მნიშვნელობა, რომ სამყარო ფართოვდება და არა იკუმშება?

წარმოვიდგინოთ, რომ ჩვენი სამყარო მცირდება. რა შეიცვლება ჩვენს გარშემო არსებული სამყაროს სურათში?

ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, თქვენ უნდა იცოდეთ პასუხი სხვა კითხვაზე: რატომ ბნელა ღამით? იგი ასტრონომიის ისტორიაში შევიდა ფოტომეტრული პარადოქსის სახელით. ამ პარადოქსის არსი შემდეგია.

თუ სამყარო ყველგანაა მიმოფანტული, რომელიც საშუალოდ დაახლოებით იგივე რაოდენობის შუქს ასხივებს, მაშინ, მიუხედავად იმისა, დაჯგუფებულები არიან ისინი გალაქტიკაში თუ არა, ისინი თავიანთი დისკებით დაფარავდნენ მთელ ციურ სფეროს. ყოველივე ამის შემდეგ, სამყარო შედგება მრავალი მილიარდი ვარსკვლავისგან და სადაც არ უნდა მივმართოთ ჩვენს მზერას, ის ადრე თუ გვიან თითქმის აუცილებლად შეხვდება რომელიმე ვარსკვლავს.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ვარსკვლავური ცის თითოეული მონაკვეთი მზის დისკის მონაკვეთის მსგავსად უნდა ანათებდეს, რადგან ასეთ სიტუაციაში ზედაპირის აშკარა სიკაშკაშე არ არის დამოკიდებული მანძილზე. შუქის კაშკაშა და ცხელი ნაკადი ჩამოგვვარდებოდა ციდან, დაახლოებით 6 ათასი გრადუსი ტემპერატურის შესაბამისი, თითქმის 200 000-ჯერ მეტი მზის სინათლეზე. ამასობაში ღამის ცა შავი და ცივია. რაშია საქმე?

მხოლოდ სამყაროს გაფართოების თეორიაში ხდება ფოტომეტრული პარადოქსი ავტომატურად აღმოფხვრილი. როდესაც გალაქტიკები ერთმანეთს შორდებიან, მათი სპექტრები ავლენს სპექტრული ხაზების წითელ ცვლას. შედეგად, თითოეული ფოტონის სიხშირე და შესაბამისად ენერგია მცირდება. ბოლოს და ბოლოს, წითელი ცვლა არის გალაქტიკის ვარსკვლავების ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ცვლა უფრო გრძელი ტალღებისკენ. და რაც უფრო გრძელია ტალღის სიგრძე, მით ნაკლები ენერგია ატარებს გამოსხივებას და რაც უფრო შორს არის გალაქტიკა, მით უფრო სუსტდება ჩვენთან მომავალი თითოეული ფოტონის ენერგია.

გარდა ამისა, დედამიწასა და გალაქტიკას შორის მანძილის უწყვეტი ზრდა იწვევს იმ ფაქტს, რომ ყოველი მომდევნო ფოტონი იძულებულია დაფაროს ოდნავ გრძელი გზა, ვიდრე წინა. ამის გამო ფოტონები მიმღებამდე უფრო იშვიათად აღწევენ, ვიდრე წყაროს გამოსხივება ხდება. შესაბამისად, მცირდება ფოტონების რაოდენობა, რომლებიც ჩამოდიან ერთეულ დროში. ეს ასევე იწვევს დროის ერთეულზე შემოსული ენერგიის რაოდენობის შემცირებას. ამიტომაც ღამის ცა შავი რჩება.

მაშასადამე, თუ წარმოვიდგენთ, რომ სამყარო იკუმშება და ეს შეკუმშვა გრძელდება მილიარდობით წელი, მაშინ ცის სიკაშკაშე კი არ სუსტდება, არამედ, პირიქით, ძლიერდება. ამავდროულად, კაშკაშა და ცხელი სინათლის ნაკადი გადმოგვვარდებოდა, რაც შეესაბამება ძალიან მაღალ ტემპერატურას.

ასეთ პირობებში დედამიწაზე სიცოცხლე ალბათ ვერ იარსებებდა. ეს ნიშნავს, რომ შემთხვევითი არ არის, რომ ჩვენ ვცხოვრობთ გაფართოებულ სამყაროში.

დავუშვათ, რომ ჩვენ ვცხოვრობთ სამყაროში, რომელიც არასოდეს მთავრდება. უსასრულო დროის განმავლობაში, ყველაფერი, რაც შეიძლება მოხდეს, მოხდება 100% ალბათობით (პუანკარეს თეორიის მიხედვით). იგივე პარადოქსი მოხდება, თუ სამუდამოდ იცოცხლებ. თქვენ ცხოვრობთ უსასრულოდ, ამიტომ ნებისმიერი მოვლენა გარანტირებულია (და მოხდება უსასრულო რამდენჯერ). ამიტომ, თუ სამუდამოდ იცოცხლებ, 100 პროცენტიანი შანსია, რომ დროში გაიყინო. იმის გამო, რომ ამ ვარაუდმა დააბრუნა მრავალი გამოთვლა, რომლებიც ცდილობდნენ ჩვენი სამყაროს დასასრულის პროგნოზირებას, მეცნიერებმა სხვა რამ შემოგვთავაზეს: თავად დრო ერთ დღეს უნდა შეჩერდეს.

ვთქვათ, თქვენ ცოცხალი იქნებით, რომ განიცადოთ ეს (დედამიწის დასრულებიდან მილიარდობით წლის შემდეგ), მაგრამ ვერ გაიგებთ, რომ რამე არასწორედ მოხდა. დრო უბრალოდ გაჩერდება და ყველაფერი სამუდამოდ გაიყინება, როგორც ფოტოსურათი, როგორც მსახიობი. მაგრამ ეს სამუდამოდ არ მოხდება, რადგან დრო უბრალოდ წინ არ წავა. ეს მხოლოდ ერთი მომენტი იქნება. არასოდეს მოკვდები და არ დაბერდები. ეს ერთგვარი ფსევდო-უკვდავებაა, მაგრამ ამას ვერასოდეს გაიგებ.

დიდი Bounce

Big Rebound მსგავსია Big Squeeze-ს, მაგრამ ბევრად უფრო ოპტიმისტური. წარმოიდგინეთ იგივე სცენარი: გრავიტაცია ანელებს სამყაროს გაფართოებას და აკონდენსებს ყველაფერს ერთ წერტილში. თეორიის თანახმად, ეს შეკუმშვა შეიძლება საკმარისი იყოს კიდევ ერთი აფეთქების გამოსაწვევად და სამყარო კვლავ დაიწყება. არაფერი განადგურდება, მაგრამ გადანაწილდება.

ფიზიკოსებს არ მოსწონთ ეს ახსნა, ამიტომ ზოგიერთი მეცნიერი თვლის, რომ სამყარო უბრალოდ არ დაუბრუნდება სინგულარობას. პირიქით, ის ძალიან მიუახლოვდება ამ მდგომარეობას და აბრუნდება, ისევე როგორც ბურთი ხტება იატაკიდან. Big Bounce ამ მხრივ ძალიან ჰგავს დიდ აფეთქებას და თეორიულად შეიძლება ახალი სამყაროს დაბადება. ამ რხევის ციკლში ჩვენი სამყარო შეიძლება გახდეს პირველი სამყარო სერიაში ან ოთხასი. ამის შესახებ არავინ გაიგებს.

დიდი რიპი

იმისდა მიუხედავად, თუ როგორ მთავრდება ყველაფერი, მეცნიერებმა უნდა გამოიყენონ სიტყვა "დიდი" ამ დასასრულის აღსაწერად. ამ თეორიის თანახმად, უხილავი ძალა, რომელსაც ბნელი ენერგია ჰქვია, აჩქარებს დაკვირვებადი სამყაროს გაფართოებას. საბოლოო ჯამში, გაფართოება ისე დააჩქარებს, როგორც Enterprise 9 ფაქტორის დეფორმაციაზე, რომ სამყაროს სხვა გზა არ ექნება გარდა იმისა, რომ არარაობაში იფეთქოს.

ამ თეორიის ყველაზე საშინელი ნაწილი ის არის, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ამ სცენარების უმეტესობა ხდება ვარსკვლავების დაწვის შემდეგ, დიდი განხეთქილება სავარაუდოდ 16 მილიარდი წლის შემდეგ მოხდება, ადრეული შეფასებით. ამ ეტაპზე სამყარო, პლანეტები და თეორიულად სიცოცხლე მაინც იარსებებს. ამ კატაკლიზმამ შეიძლება ცოცხლად დაწვა, გაანადგუროს ყველაფერი, რაც არსებობს და გამოკვებოს კოსმიურ ლომებს, რომლებიც ცხოვრობენ სამყაროებს შორის. უცნობია რა მოხდება. მაგრამ ეს სიკვდილი აშკარად უფრო სასტიკია, ვიდრე ნელი სიცხის სიკვდილი.

ვაკუუმის მეტასტაბილურობის მოვლენა

ეს თეორია დამოკიდებულია იმაზე, რომ სამყარო ფუნდამენტურად არასტაბილურ მდგომარეობაშია. თუ გადავხედავთ კვანტური ნაწილაკების მნიშვნელობებს, ძნელი არ არის იმის დანახვა, თუ რატომ სჯერა, რომ ჩვენი სამყარო სტაბილურობის ზღვარზეა. ზოგიერთი მეცნიერი ვარაუდობს, რომ მილიარდობით წლის შემდეგ სამყარო უბრალოდ ჩამოვარდება ამ ზღვარზე. როდესაც ეს მოხდება, დროის გარკვეულ მომენტში სამყაროში ბუშტი გამოჩნდება. ეს ბუშტი გაფართოვდება ყველა მიმართულებით სინათლის სიჩქარით და გაანადგურებს ყველაფერს, რასაც ეხება. საბოლოოდ ეს ბუშტი გაანადგურებს ყველაფერს სამყაროში.

მაგრამ არ ინერვიულოთ: სამყარო ისევ იქ იქნება. ფიზიკის კანონები განსხვავებული იქნება და შესაძლოა ცხოვრებაც განსხვავებული იყოს. მაგრამ სამყაროში არაფერი იქნება ისეთი, რისი გაგებაც ჩვენ არ შეგვიძლია.

დროის ბარიერი

თუ ჩვენ ვცდილობთ გამოვთვალოთ ალბათობები მრავალ სამყაროში (რომელშიც არის უსასრულო რაოდენობის სამყარო), ჩვენ ვუბრუნდებით ზემოთ ჩამოთვლილ პრობლემას: ყველაფერი შეიძლება მოხდეს 100 პროცენტიანი ალბათობით. ამ პრობლემის გადასაჭრელად მეცნიერები უბრალოდ იღებენ სამყაროს ნაწილს და გამოთვლიან მის ალბათობას. ის მუშაობს, მაგრამ საზღვრები, რომლებსაც ისინი ადგენენ, გარდაუვლად წყვეტს ტერიტორიას დანარჩენი სამყაროსგან.

ვინაიდან ფიზიკის კანონებს აზრი არ აქვს უსასრულო სამყაროში, ერთადერთი დასკვნის გაკეთება შეიძლება არის ის, რომ არსებობს ფიზიკური საზღვარი, ზღვარი, რომლის მიღმაც შეუძლებელია წასვლა. და ფიზიკოსების აზრით, მომდევნო 3,7 მილიარდ წელიწადში ჩვენ გადავლახავთ ამ დროის ბარიერს და სამყარო ჩვენთვის დასრულდება. თუმცა ბევრად უფრო სავარაუდოა, რომ ჩვენ უბრალოდ ვერ გავიგოთ და აღვწეროთ ეს პრინციპი ჩვენი ფიზიკური ტერმინოლოგიით.

ეს არ მოხდება (რადგან ჩვენ ვცხოვრობთ მრავალ სამყაროში)

მრავალ სამყაროს სცენარში უსასრულო რაოდენობის სამყაროებით, ეს სამყაროები შეიძლება წარმოიშვას ჩვენი არსებობის დროსაც კი. მათ შესაძლოა წარმოქმნაც კი დაიწყონ დიდი აფეთქებით. ერთი სამყარო დიდი კრუნჩით დასრულდება, მეორე სიცხის სიკვდილით, მეორე დიდი რიპით და ა.შ. მაგრამ ამას არ აქვს მნიშვნელობა: მრავალ სამყაროში, ჩვენი სამყარო არის მხოლოდ ერთი მრავალი სხვა. და მაშინაც კი, თუ ჩვენი სამყარო ცისარტყელად დაიშლება სამყაროებს შორის სიცარიელეში, უფრო დიდი "სამყარო" დარჩება. და რადგან მასში სხვა სამყარო და არსებობა და სიცოცხლე იქნება, არაფერი გვემუქრება.

ახალი სამყაროების რაოდენობა ყოველთვის იქნება ძველის რაოდენობაზე მეტი, ამიტომ თეორიულად სამყაროების რაოდენობა იზრდება.

მარადიული სამყარო

დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ სამყარო იყო, არის და ყოველთვის იქნება. ეს არის ერთ-ერთი პირველი კონცეფცია, რომელიც ადამიანებმა შექმნეს სამყაროს ბუნების შესახებ, მაგრამ ახლახან ამ თეორიამ მიიღო ახალი იმპულსი, რომელიც უკვე სერიოზულად არის მხარდაჭერილი ფიზიკის თვალსაზრისით.

ასე რომ, დროის ათვლა არ დაწყებულა დიდი აფეთქებით, დრო შეიძლებოდა არსებობდეს უფრო ადრე (უსასრულობა ადრე), ხოლო სინგულარობა და შედეგად მიღებული აფეთქება შეიძლება ყოფილიყო ორი ბრანის შეჯახების შედეგი; არსებობის უმაღლესი დონე). ამ მოდელში სამყარო ციკლურია და სამუდამოდ გააგრძელებს გაფართოებას და შეკუმშვას.

სხვათა შორის, ამის გარკვევა მომდევნო 20 წელიწადში შეგვიძლია - ჩვენ გვყავს ის, ვინც გამოიკვლია სივრცე მიკროტალღური ფონის შაბლონების მოსაძებნად, რომელიც რაღაცას გვეტყვის სამყაროს წარმოშობის შესახებ. ეს ხანგრძლივი პროცესია, მაგრამ ის მოგვცემს ცოდნას იმის შესახებ, თუ როგორ დაიწყო ჩვენი სამყარო და, ალბათ, გვეტყვის როგორ დასრულდება.

სამყაროს გაფართოება თუ შეკუმშვა?!

გალაქტიკების ერთმანეთისგან დაშორება ამჟამად აიხსნება სამყაროს გაფართოებით, რომელიც დაიწყო ეგრეთ წოდებული "დიდი აფეთქების" წყალობით.

გალაქტიკების ერთმანეთისგან მანძილის გასაანალიზებლად ვიყენებთ შემდეგ ცნობილ ფიზიკურ თვისებებსა და კანონებს:

1. გალაქტიკები ბრუნავს მეტაგალაქტიკის ცენტრის ირგვლივ და ყოველ 100 ტრილიონ წელიწადში ერთხელ აკეთებს 1 ბრუნს მეტაგალაქტიკის ცენტრის გარშემო.

შესაბამისად, მეტაგალაქტიკა არის გიგანტური ბრუნვის ზოლი, რომელშიც მოქმედებს მორევის გრავიტაციისა და კლასიკური მექანიკის კანონები (თავი 3.4).

2. ვინაიდან დედამიწა იმატებს მასას, დასაშვებია ვივარაუდოთ, რომ ყველა სხვა ციური სხეული ან მათი სისტემა (გალაქტიკები), საკუთარი გრავიტაციის გავლენით, ასევე ზრდიან მათ მასას 3.5 თავში წარმოდგენილი კანონების შესაბამისად. შემდეგ, იმავე თავის ფორმულებზე დაყრდნობით, აშკარაა, რომ გალაქტიკები უნდა მოძრაობდნენ სპირალურად, მეტაგალაქტიკის ცენტრისკენ, აჩქარებით უკუპროპორციული მანძილისა და მეტაგალაქტიკის ცენტრამდე მანძილის ან მასის ზრდის მიმართ. გალაქტიკები.

გალაქტიკების რადიალური აჩქარება მეტაგალაქტიკის ცენტრისკენ გადაადგილებისას იწვევს მათ ერთმანეთისგან დაშორებას, რაც ჩაწერილი იყო ჰაბლის მიერ და რომელიც აქამდე შეცდომით იყო კლასიფიცირებული, როგორც სამყაროს გაფართოება.

ამრიგად, ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, შემდეგი დასკვნა გამოდის:

სამყარო არ ფართოვდება, პირიქით, სპირალურად ან იკუმშება.

სავარაუდოა, რომ მეტაგალაქტიკური შავი ხვრელი მდებარეობს მეტაგალაქტიკის ცენტრში, ამიტომ მისი დაკვირვება შეუძლებელია.

როდესაც გალაქტიკები ბრუნავს მეტაგალაქტიკის ცენტრის ირგვლივ ქვედა ორბიტაზე, ამ გალაქტიკების ორბიტალური მოძრაობის სიჩქარე უფრო მაღალი უნდა იყოს, ვიდრე მაღალ ორბიტაზე მოძრავი გალაქტიკების სიჩქარე. ამ შემთხვევაში, გალაქტიკები, გარკვეული მეგა დროის ინტერვალებით, უნდა მიუახლოვდნენ ერთმანეთს.

გარდა ამისა, ვარსკვლავები, რომლებსაც აქვთ საკუთარი ორბიტის მიდრეკილება გალაქტიკის გრავიტაციული ბრუნვისკენ, უნდა დაშორდნენ გალაქტიკის ცენტრს (იხ. თავი 3.5). ეს გარემოებები ხსნის ჩვენთან M31 გალაქტიკის მოახლოებას.

კოსმოსური ბრუნვის გაჩენის საწყის ეტაპზე ის შავი ხვრელის მდგომარეობაში უნდა იყოს (იხ. თავი 3.1). ამ პერიოდის განმავლობაში, კოსმოსური ტორსიონი ზრდის მის ფარდობით მასას მაქსიმუმამდე. შესაბამისად, ამ ბრუნვის ზოლის (BH) სიდიდესა და სიჩქარის ვექტორსაც აქვს მაქსიმალური ცვლილებები. ანუ, შავ ხვრელებს აქვთ მოძრაობის ხასიათი, რომელიც მნიშვნელოვნად შეუსაბამოა მეზობელი კოსმოსური სხეულების მოძრაობასთან.

ამჟამად აღმოჩენილია შავი ხვრელი, რომელიც გვიახლოვდება. ამ შავი ხვრელის მოძრაობა აიხსნება ზემოაღნიშნული დამოკიდებულებით.

უნდა აღინიშნოს "დიდი აფეთქების" ჰიპოთეზის წინააღმდეგობები, რომლებიც გაურკვეველი მიზეზების გამო არ არის გათვალისწინებული თანამედროვე მეცნიერების მიერ:

თერმოდინამიკის მე-2 კანონის მიხედვით, სისტემა (სამყარო), რომელიც თავისთვის დარჩა (აფეთქების შემდეგ) იქცევა ქაოსად და არეულობაში.

სინამდვილეში, სამყაროში დაფიქსირებული ჰარმონია და წესრიგი ეწინააღმდეგება ამ კანონს.

ნივთიერების ნებისმიერ ნაწილაკს, რომელიც აფეთქდა უზარმაზარი ძალით, უნდა ჰქონდეს მხოლოდ საკუთარი მოძრაობის სწორხაზოვანი და რადიალური მიმართულება.

ყველა ციური სხეულის ან მათი სისტემების გარე სივრცეში ზოგადი ბრუნვა მათი ცენტრის ან სხვა სხეულების გარშემო, მეტაგალაქტიკის ჩათვლით, მთლიანად უარყოფს აფეთქების შედეგად მიღებული კოსმოსური ობიექტების მოძრაობის ინერციულ ბუნებას. შესაბამისად, ყველა კოსმოსური ობიექტის მოძრაობის წყარო არ შეიძლება იყოს აფეთქება.

• - როგორ შეიძლება წარმოიქმნას უზარმაზარი გალაქტიკათშორისი სიცარიელეები კოსმოსში "დიდი აფეთქების" შემდეგ?!
• - ზოგადად მიღებული ფრიდმანის მოდელის მიხედვით, "დიდი აფეთქების" მიზეზი იყო სამყაროს შეკუმშვა მზის სისტემის ზომამდე. ამის შედეგად „დიდი აფეთქება“ მოხდა კოსმოსური მატერიის გიგანტური შეკუმშვის მიღმა.

„დიდი აფეთქების“ იდეის მიმდევრები დუმან ამ ჰიპოთეზის აშკარა აბსურდულზე - როგორ შეიძლებოდა უსასრულო სამყარო შემცირდეს და შეესაბამებოდეს მზის სისტემის ზომის შეზღუდულ მოცულობას!?

ყოველ დღე ვაწყდებით შეკუმშვას ამა თუ იმ ფორმით. როცა ღრუბლიდან წყალს ვწურავთ, როცა შვებულებაში ჩავალაგებთ ჩემოდანს, ვცდილობთ ყველა ცარიელი ადგილი შევავსოთ საჭირო ნივთებით, როცა ფაილებს ელ-ფოსტით გაგზავნამდე ვაკუმშებთ. "ცარიელი" სივრცის ამოღების იდეა ძალიან ნაცნობია.

როგორც კოსმოსურ, ისე ატომურ მასშტაბებზე მეცნიერებმა არაერთხელ დაადასტურეს, რომ სიცარიელე იკავებს სივრცის დიდ ნაწილს. და მაინც ძალიან გასაკვირია, რამდენად მართალია ეს განცხადება! როდესაც დოქტორმა კალებ ა. შარფმა კოლუმბიის უნივერსიტეტიდან (აშშ) დაწერა თავისი ახალი წიგნი "გადიდებული სამყარო", მან, თავისივე აღიარებით, გეგმავდა მისი გამოყენება რაიმე დრამატული ეფექტისთვის.

რა მოხდება, თუ ჩვენ შეგვეძლო როგორმე შევაგროვოთ ირმის ნახტომის ყველა ვარსკვლავი და მოვათავსოთ ისინი ერთმანეთის გვერდით, როგორც ვაშლები მჭიდროდ შეფუთული დიდ ყუთში? რა თქმა უნდა, ბუნება არასოდეს დაუშვებს ადამიანებს დაიმორჩილონ გრავიტაცია და ვარსკვლავები, დიდი ალბათობით, გაერთიანდებიან ერთ კოლოსალურ შავ ხვრელში. მაგრამ როგორც სააზროვნო ექსპერიმენტი, ეს შესანიშნავი გზაა გალაქტიკაში სივრცის რაოდენობის ილუსტრირებისთვის.

შედეგი შოკისმომგვრელია. თუ ვივარაუდებთ, რომ ირმის ნახტომში შეიძლება იყოს დაახლოებით 200 მილიარდი ვარსკვლავი და გულუხვად ვივარაუდოთ, რომ ისინი ყველა მზის დიამეტრია (რაც გადაჭარბებული შეფასებაა, რადგან ვარსკვლავების დიდი უმრავლესობა ნაკლებად მასიური და პატარაა), ჩვენ მაინც შეგვიძლია. მათი კუბური კიდეების სიგრძე შეესაბამება ნეპტუნიდან მზემდე ორ მანძილს.

„კოსმოსში უზარმაზარი ცარიელი სივრცეა. და ეს მიმიყვანს სიგიჟის შემდეგ საფეხურზე“, - წერს დოქტორი შარფი. დაკვირვებადი სამყაროს საფუძველზე, რომელიც განსაზღვრულია სინათლის კოსმოსური ჰორიზონტით დიდი აფეთქების შემდეგ, დღევანდელი შეფასებით, არსებობს 200 მილიარდიდან 2 ტრილიონ გალაქტიკა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს დიდი რიცხვი მოიცავს ყველა პატარა „პროტოგალაქტიკას“, რომელიც საბოლოოდ გაერთიანდება დიდ გალაქტიკებად.

მოდი ვიყოთ გაბედულები და მივიღოთ მათი ყველაზე დიდი რაოდენობა, შემდეგ შევაგროვოთ ყველა ვარსკვლავი ყველა ამ გალაქტიკაში. შთამბეჭდავად გულუხვი რომ ვიყოთ, დავუშვათ, რომ ისინი ყველა ირმის ნახტომის ზომისაა (თუმცა უმეტესობა რეალურად ბევრად უფრო მცირეა ვიდრე ჩვენი გალაქტიკა). მივიღებთ 2 ტრილიონ კუბს, რომელთა გვერდები იქნება 10 13 მეტრი. მოათავსეთ ეს კუბურები უფრო დიდ კუბში და დაგვრჩება მეგაკუბი, რომლის გვერდები დაახლოებით 10 17 მეტრია.

საკმაოდ დიდი, არა? მაგრამ არა კოსმიური მასშტაბით. ირმის ნახტომის დიამეტრი დაახლოებით 10 21 მეტრია, ამიტომ 10 17 მეტრის ზომის კუბი ჯერ კიდევ გალაქტიკის ზომის მხოლოდ 1/10 000-ია. სინამდვილეში, 10 17 მეტრი დაახლოებით 10 სინათლის წელია!

ბუნებრივია, ეს მხოლოდ მცირე ხრიკია. მაგრამ ის ეფექტურად მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად მცირეა სამყაროს მოცულობა, რომელიც რეალურად დაკავებულია მკვრივი მატერიით, შედარებით სიცარიელესთან შედარებით, რომელსაც ლამაზად ახასიათებს დუგლას ადამსი: „კოსმოსი უზარმაზარია. მართლაც დიდი. თქვენ უბრალოდ არ დაიჯერებთ, თუ რამდენად ვრცელი, ვრცელი და საოცრად დიდია კოსმოსი. აი, რას ვგულისხმობთ: შეიძლება ფიქრობთ, რომ უახლოეს სასადილომდე დიდი გზაა, მაგრამ ეს არაფერს ნიშნავს კოსმოსში“. (ატოსტოპოსის გზამკვლევი გალაქტიკაში).