ГЛАВА 6
ХОРОШО НАСТРОЕННОЕ РАСШИРЕНИЕ: ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ И ЧИСЛО Ω

Примерно через 5 млрд лет Солнце умрет, и Земля – вместе с ним. Примерно в то же время (прибавьте или убавьте миллиард лет) Туманность Андромеды, наш ближайший крупный галактический сосед, который принадлежит к тому же скоплению, что и наша Галактика, и который в настоящее время падает на нас, врежется в Млечный Путь.

Эти прогнозы на огромный срок являются надежными, потому что они построены на предположении о том, что в течение следующих 5 млрд лет основные законы физики, определяющие жизненный цикл Солнца, и сила притяжения звезд и галактик будут оставаться такими же, как и в предыдущие 5–10 млрд. Тем не менее мы не можем предсказать куда более интересные детали. Мы не можем быть уверены, что Земля по-прежнему будет оставаться третьей от Солнца планетой в течение следующих 5 млрд лет: в такой огромный промежуток времени орбиты планет тоже могут вести себя «хаотически». И конечно же, нельзя сделать надежные предсказания о том, как изменится поверхность Земли, в особенности о тех гораздо более быстрых изменениях в биосфере, которые производит наш собственный вид даже за миллионную долю этого времени.

Пока что Солнце еще не сожгло и половины своего топлива. До этого осталось больше времени, чем тот срок, который заняла вся эволюция жизни на Земле. Но Галактика надолго переживет Солнце. Даже если существующая на Земле жизнь является уникальной, впереди еще очень много времени, чтобы распространить ее по всей Галактике и за ее пределы. Жизнь и разум в конце концов заселят звезды и даже галактики. Я воздерживаюсь от дальнейших размышлений на эту тему не потому, что они абсурдны по своему содержанию, а потому, что открывают такое огромное разнообразие потенциальных вариантов (многие из которых известны по научной фантастике), что мы ничего не можем предсказать. Напротив, долгосрочные предсказания о судьбе всей нашей Вселенной можно сделать с большей долей уверенности.

Наша Галактика определенно завершит свое существование мощным ударом при столкновении через 5 или 6 млрд лет. Но будет ли Вселенная расширяться вечно? Будут ли далекие галактики отодвигаться от нас еще дальше? Или это движение в конце концов пойдет в обратном направлении и Вселенная схлопнется в «Большом хлопке»?

Ответ на этот вопрос зависит от результата «соревнования» между тяготением и энергией расширения. Представьте себе, что большой астероид или планета разваливается на фрагменты. Если эти осколки разлетаются достаточно быстро, они улетят в космос. Но если разрушение будет не таким катастрофическим, притяжение может направить движение обломков в противоположную сторону и они снова соберутся вместе. То же самое происходит и с каждым большим образованием во Вселенной: сейчас мы знаем скорость расширения, но не сможет ли тяготение в конце концов остановить его? Ответ зависит от того, как много вещества взаимодействует с гравитационной силой. Вселенная снова схлопнется – тяготение наконец победит расширение, если только не вмешаются какие-то другие силы – если плотность не превысит определенного критического значения.

Эту критическую плотность очень легко рассчитать. Она составляет примерно 5 атомов на 1 м³, что кажется очень небольшой величиной; на самом деле это гораздо ближе к полному вакууму, чем те значения, которых когда-либо добивались в экспериментах на Земле. Но кажется, Вселенная куда более пустое место.

Предположим, что наше Солнце размером с апельсин. Тогда Земля будет зернышком в 1 мм, расположенным на расстоянии 20 м от апельсина, обращаясь вокруг него. Если придерживаться этого масштаба, то ближайшая звезда будет находиться на расстоянии 10 000 км. Именно так располагается материя в таких галактиках, как наша. Если бы все звезды из всех галактик были равномерно распределены в межгалактическом пространстве, то каждая из них находилась бы в несколько сотен раз дальше от своего ближайшего соседа, чем в действительности. В таком случае в нашей модели каждый апельсин будет находиться в миллионах километров от своего ближайшего соседа.

Если распылить все звезды, а их атомы равномерно распределить по Вселенной, то дело кончится тем, что на 10 м³ будет приходиться всего один атом. Примерно столько же вещества (не больше) содержит газ, рассеянный между галактиками. В целом выходит 0,2 атома на 1 м³, что в 25 раз меньше критического значения плотности 5 атомов на 1 м³, которое нужно для того, чтобы притяжение развернуло космическое расширение вспять.