Читать книгу "Журнал "Млечный Путь, XXI век", 4 (41), 2022 - Леонид Александрович Ашкинази"

можем судить, время продолжает всегда идти вперед с той же скоростью, что и всегда: одна секунда в секунду.

Однако воспринимаемая стрела времени кажется в значительной степени независимой от чего-либо, что может сделать энтропия или термодинамика. Что произойдет, если вообще произойдет, если мы добавим в уравнение расширяющуюся Вселенную? Насколько мы понимаем, далекие галактики, которые не связаны с нами гравитационно, будут продолжать удаляться, с нашей точки зрения, все быстрее и быстрее.

Что, если, как в некоторых теоретических вариантах эволюции темной энергии, расширение будет замедляться, а, в конце концов, полностью остановится, и гравитация заставит Вселенную сжаться? Вселенная может закончиться Большим схлопыванием в далеком будущем.

Если вы возьмете расширяющуюся Вселенную и примените к ней симметрию обращения времени, то получите сжимающуюся Вселенную. Но внутри этой Вселенной гравитация по-прежнему является силой притяжения, и частицы по-прежнему обмениваются энергией и импульсом посредством упругих и неупругих столкновений. Частицы нормальной материи все равно будут терять угловой момент и коллапсировать. Они по-прежнему будут подвергаться атомным и молекулярным переходам и излучать свет и другие формы энергии.

Грубо говоря, все, что вызывает увеличение энтропии сегодня, будет вызывать увеличение энтропии и в сжимающейся Вселенной. Со временем энтропия увеличивается. Насколько нам известно, если бы расширение обратилось вспять, энтропия продолжала бы расти, а время продолжало бы течь вперед. Фактически, самым большим фактором энтропии в нашей Вселенной является существование сверхмассивных черных дыр. За всю историю Вселенной наша энтропия увеличилась примерно на 30 порядков; одна только сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути имеет больше энтропии, чем вся Вселенная всего через 1 секунду после Большого Взрыва!

Насколько нам известно, не только время будет продолжать идти вперед, но и момент, предшествующий Большому сжатию, будет иметь гораздо большую энтропию, чем Вселенная в начале Большого взрыва. Вещество и энергия в этих экстремальных условиях начнут сливаться вместе, поскольку горизонты событий всех сверхмассивных черных дыр начнут перекрываться.

Со всей материей и энергией, сжатыми в такой крошечный объем, наша Вселенная образовала бы сверхмассивную черную дыру с горизонтом событий в миллиарды световых лет. Извне черной дыры вся падающая материя будет излучать свет и всегда будет видна, в то время как из-под горизонта событий ничто не может выйти наружу. Но если бы вы упали в черную дыру, ваша энергия могла бы вновь возникнуть как часть Большого Взрыва в новорожденной Вселенной; связь между черными дырами и рождением новых Вселенных все еще спекулятивна

Часы идут по-другому, когда вы находитесь в сильном гравитационном поле: когда вы находитесь на достаточно малых расстояниях от достаточно большой массы. Если бы Вселенная снова сжалась, мы неизбежно обнаружили бы, что приближаемся к краю горизонта событий черной дыры, и при этом время для нас начало бы замедляться: растягивая наш последний момент до бесконечности.

Будет происходить своего рода гонка, когда мы попадем в центральную сингулярность черной дыры, и когда все сингулярности сольются, что приведет к окончательной гибели нашей Вселенной в Большом Сжатии.

Что произойдет после этого? Не исчезнет ли Вселенная? Приведет ли это к рождению новой Вселенной? Или сжатие остановится, прежде чем Вселенная достигнет сингулярности?

Это одни из передовых вопросов теоретической физики, и, хотя мы не знаем ответа, во всех сценариях верно одно: энтропия всей Вселенной по-прежнему увеличивается, а время всегда движется в прямом направлении. Если это окажется неверным, то потому, что есть что-то глубокое, оставшееся для нас неуловимым и все еще ждущее своего открытия.

***

Может ли Земля покинуть Солнечную систему?

Джо Фелан

В романе Лю Цысиня 'Блуждающая Земля' (впервые опубликованном в китайском журнале 'Мир научной фантастики' в июле 2000 г.) автор описывает сценарий, в котором лидеры планеты соглашаются вывести Землю из Солнечной системы, чтобы спастись от неминуемой солнечной вспышки, которая, как ожидается, уничтожит все планеты земной группы. Эта история, конечно, фантастическая, но может ли Земля когда-нибудь действительно покинуть Солнечную систему?

'Это очень маловероятно', - сказал Маттео Чериотти, аэрокосмический инженер и преподаватель в Университете Глазго в Великобритании. Однако, как объяснил Чериотти, 'маловероятно' не означает, что это 'невозможно'. И предложил способ, которым это теоретически можно было бы сделать.

'Земля может быть смещена со своей орбиты под действием массивного межзвездного объекта, вошедшего в Солнечную систему и пролетевшего близко к Земле, - сказал он. - В этом случае Земля и межзвездный объект обменяются энергией и импульсом, и орбита Земли изменится. Если объект будет быстрым, массивным и пролетит достаточно близко, он сможет изменить орбиту нашей планеты так, что Земля направится за пределы Солнечной системы'.

Тимоти Дэвис, старший преподаватель физики и астрономии Кардиффского университета в Великобритании, согласился с тем, что Земля теоретически может быть вытеснена из Солнечной системы. У Дэвиса есть собственная гипотеза о том, как это может произойти.

'Планеты в том виде, в каком они существуют сейчас, находятся на стабильных орбитах вокруг Солнца. Однако, если Солнце столкнется с другой звездой, гравитационные взаимодействия этих тел могут нарушить орбиты планет и привести к тому, что Земля будет выброшена из Солнечной системы', - сказал Дэвис.

Однако Дэвис отметил, что, хотя этот сценарий осуществим, крайне сомнительно, что он произойдет - по крайней мере, в обозримом будущем.

'Такие звездные встречи довольно редки, - сказал Дэвис. - Например, мы знаем, что звезда Глизе 710, по астрономическим меркам, должна подойти довольно близко к Солнцу примерно через миллион лет, но даже этот пролет вряд ли повлияет на планеты'.

Хотя маловероятно, что внешние силы вытеснят Землю из Солнечной системы в ближайшее время, может ли человечество создать машину, способную сдвинуть планету так, что она в конечном итоге будет выброшена?

'Энергия, необходимая, чтобы убрать Землю с ее орбиты и выбросить из Солнечной системы, настолько велика - эквивалентна секстиллиону (единица с 21 нулем) мегатонных ядерных бомб, которые взорвутся одновременно, что это кажется маловероятным', - сказал Дэвис.

Хотя такое событие маловероятно, что произойдет, если Земля все-таки оторвется от Солнечной системы? Какие последствия произойдут, если наша родная планета навсегда погрузится в глубины Вселенной?

'Земля будет летать в межзвездном пространстве, пока не будет захвачена или поглощена другой звездой или черной дырой', - сказал Чериотти, добавив, что, если Земля покинет Солнечную систему, это, вероятно, приведет к уничтожению большей части - если не всей - жизни на планете.

'Маловероятно, что атмосфера останется: глобальный климат Земли зависит от тонкого баланса излучения, поступающего от Солнца, и энергии, рассеиваемой в дальний космос. Если бы это соотношение изменилось, то немедленно и резко изменились бы температуры', - сказал