Многие космологи спорят о том, как же закончится жизнь нашей Вселенной. Но им, пожалуй, сначала надо бы убедить всех своих коллег в том, что Вселенной действительно наступит конец. Существует несколько научных гипотез судьбы Вселенной. Кто-то утверждает, что она разорвется, кто-то считает что сожмется обратно в точку, кто-то думает, что довольно мирно разлетится, все расширяясь, пока не станет неотличима от вакуума.

«Суть в том, что это открытый вопрос, – говорит астрофизик Стив Аллен из Стэнфорда. – Абсолютно точно можно сказать только одно: мы не знаем наверняка что нас ждет».

С другой стороны, этим вопросом задаваться пока не актуально. В худшем случае эти сценарии начнут реализовываться через миллиарды лет, но вряд ли это случится так «скоро». Будет ли к тому времени существовать человечество? И не рано ли думать о судьбе Вселенной, когда по сравнению с этими проблемами «на носу» гибель Солнца, которая повлечет стерилизацию Земли?

Но фундаментальная наука интересна и важна сама по себе. В том и заключается ее отличие от прикладных наук, что мы не знаем, что и когда нам понадобится. Но когда понадобится, у нас может не оказаться времени на раздумья, нужно будет представить готовый ответ.

Судьба Вселенной чрезвычайно сильно зависит от темной энергии. Так мы называем мистическую силу, борющуюся с гравитацией. Именно она ответственна за ускоренное расширение Вселенной (для объяснения этого явления она и была введена).

Темная энергии была впервые открыта когда ученые задались вопросом, с какой скоростью замедляется расширение Вселенной. Ведь гравитация должна стягивать все в одну точку! Но оказалось, что расширение ускоряется. За это была присуждена нобелевская премия прошлого года.

«Сегодня мы смотрим в небо и видим удивительные вещи: галактики, их скопления, все небо ими заполнено, – говорит Аллен. – Но если расширение все ускоряется и ускоряется, когда-нибудь эти галактики улетят слишком далеко и мы больше не сможем их увидеть. Вселенная станет довольно унылым местом».

Этот сценарий иногда называют Большим замерзанием или Тепловой смертью Вселенной, потому что в конце концов она станет огромной, холодной и темной.

Это одна из самых убедительных теории. Ее подтверждают наблюдения за молодыми, далекими областями Вселенной. Эти наблюдения говорят о том, что сила, производимая темной энергией, постоянна во времени.

Это также находится в соответствии с общей теорией относительности, а темная энергия становится космологической константой, введенной Эйнштейном.

«Насколько я знаю, все наши наблюдения согласуются с космологической постоянной и постоянством силы темной энергии, – говорит Аллен. – Если бы меня попросили сделать ставку, я бы поставил на эту теорию».

Но замерзание не является неизбежным точным концом. Если сила темной энергии не постоянна, а возрастает со временем, нам грозит Большой разрыв.

Текущая сила, создаваемая темной энергией недостаточна чтобы преодолеть гравитацию на небольших расстояниях. Но если темная энергия будет усиливаться, а гравитация нет, то рано или поздно она одержит верх и разорвет все галактики. Остается надеяться хотя бы на сильное и слабое взаимодействия: может, они хотя бы удержат атомы. В любом случае, перспектива неутешительная.

Что если темная энергия и не постоянна, и не увеличивается, а, напротив, ослабевает? Тогда в какой-то момент расширение Вселенной остановится и процесс пойдет в обратном направлении.

Если темная энергия совсем ослабнет, то гравитация станет Вселенную в точку, из которой произошел Большой взрыв. Произойдет Большое сжатие. Поначалу дискомфортно не будет. Плотность материи будет медленно повышаться, но рано или поздно все придет к одной единственной точке.

Согласно общей теории относительности, в момент Большого взрыва Вселенная была размером с точку с бесконечной плотностью. Космологи называют такую ситуацию сингулярной. Но скорее всего все было сложнее, и необходимо учитывать квантовые особенности до Большого взрыва. Хотя попытаться заглянуть в момент рождения Вселенной наверное еще сложнее, чем в момент ее смерти.

Не стоит также забывать, что в какой-то момент может начать действовать новая сила, которая остановит сжатие, и Вселенная так и будет колебаться. Или же она сойдется в точку, из которой затем появится вновь, но уже с другими законами физики.

Если ученые хотят иметь больше уверенности, когда будут делать ставки в пользу той или иной теории, им необходимо лучше разобраться в природе темной энергии. Ведь пока неизвестно, что же это такое. Мы знаем основные проявления темной энергии, но физика процесса пока полностью ускользает от людей.

Есть надежда, что вскоре ответ на этот вопрос будет получен. Темная энергии – одна из ключевых проблем космологии, над ней трудятся многие ученые, и все увеличивающиеся возможности техники позволяют им увидеть все более отдаленные места Вселенной. Первое, с чем нужно определиться – это изменчивость темной энергии. Была ли она все время постоянна, или менялась последние 14 миллиардов лет, прошедших после Большого взрыва?