Пять возрастов Вселенной - Фред Адамс

Существует и другая альтернатива. Цивилизация, достаточно развитая, чтобы задумываться о межзвездных путешествиях, может осознать бесплодность этой попытки и даже не попытается колонизировать другие солнечные системы. Такое общество, вероятно, будет обладать и хорошим пониманием зарождения и эволюции жизни. Если эта цивилизация сможет постичь фундаментальную основу сознания, она сможет превзойти естественный отбор. Например, возникновение жизни, в сущности, может оказаться автоматическим, то есть жизнь может естественным путем развиться на любой пригодной для этого планете. Кроме того, может оказаться, что эволюция всегда приводит к развитию разумных видов приблизительно сравнимого качества. В этом случае жизнь, естественным образом возникающая на любой пригодной для этого планете, была бы «ничуть не лучше и не хуже» жизни любой цивилизации, которая могла бы туда переселиться. Как только любая мыслящая цивилизация все это осознает, она просто решит остаться там, где обитает.

Делая предсказания относительно внеземного разума и колонизации Галактики, нельзя забывать о голословном характере этого предприятия. Почти два века назад, в 1835 году знаменитый французский философ Огюст Конт писал: «Что касается звезд, все исследования, которые в конечном итоге не сводятся к простым наблюдениям…. нам, непременно, недоступны… Мы никогда не сможем изучить их химический состав… Я считаю любое понятие, связанное с истинной средней температурой различных звезд, вечно недоступным для нас…». В свете современных достижений астрономии это предсказание звучит до безнадежного наивно. И все же сегодняшние размышления о межзвездном сообщении и космических путешествиях следует воспринимать с разумной долей осторожности. Предсказания же, касающиеся физической Вселенной и особенно будущей эволюции и смерти звезд, напротив, имеют под собой более твердую основу.

Конец эпохи образования звезд в Галактике

По прошествии триллионов лет умрут даже самые долгоживущие звезды. Хотя, с позиций человека и даже по сравнению с современным возрастом Вселенной, этот промежуток времени кажется долгим, в более обширном контексте отдаленного будущего он не так уж и велик. Поскольку звезды имеют конечное время жизни, галактики смогут поддерживать свой текущий статус, только пока продолжают создавать новые звезды. В течение какого времени Галактика сможет поддерживать образование обычных звезд, прежде чем иссякнут ее сырьевые ресурсы? Какая космологическая декада будет править последними поколениями звезд?

История образования звезд в нашей Галактике, а также в других спиральных галактиках, — сложный предмет. Несмотря на неопределенность будущего звездообразования в Галактике, мы можем дать приблизительное описание того, что произойдет. Для создания новых звезд галактики должны превращать газ в облака, служащие местом образования звезд. Как только газ соберется в облака, удерживаемые действием гравитации, они естественным образом породят звезды. Галактики могут продолжать рождать звезды, покуда они могут создавать такие облака, для чего галактика должна иметь надежные запасы газа. Таким образом, нам хотелось бы знать, сколько времени пройдет, прежде чем Галактика исчерпает все свои сырьевые ресурсы.

Чтобы получить приблизительное представление о том, сколько времени осталось до конца эпохи образования звезд, можно разделить массу газа, в настоящий момент имеющегося в Галактике, на скорость его превращения в звезды. Эта простая процедура подсчета свидетельствует о том, что Галактика истощит запасы своего газа еще через десять миллиардов лет, что примерно сравнимо с настоящим возрастом Вселенной. Ясно, что галактики не смогут производить звезды бесконечно. Однако фактическое время истощения запасов газа несколько длиннее этой наивной оценки.

Когда звезды умирают, часть их массы возвращается в межзвездную среду — галактическое хранилище газа и пыли. Звезды типа Солнца теряют значительную долю своей массы из-за звездных ветров и образования планетарных туманностей. Более тяжелые звезды возвращают большую часть своей массы в межзвездную среду, когда вспыхивают в сверхновые. Таким образом, сами звезды служат источником газа, который впоследствии включается в будущие поколения звезд. Кроме того, дополнительный газ появляется в Галактике, когда на галактический диск падает внешний по отношению к нему материал. Наконец, и это самое важное, скорость образования звезд снижается по мере уменьшения общего запаса газа. Такая переработка и меры по сохранению имеющегося газа отсрочивают ту эпоху, когда в галактиках закончатся запасы газа и они перестанут рождать новые звезды. Однако, даже несмотря на все эти ухищрения, запасы газа в Галактике закончатся через несколько триллионов лет. К четырнадцатой космологической декаде, когда Вселенной исполнится сто триллионов лет, образование обычных звезд в галактиках прекратится практически полностью.

Исключительно по случайному совпадению, образование звезд и звездная эволюция подойдут к концу приблизительно в одну и ту же космологическую декаду. Звезды с низкой массой — красные карлики — сжигают водород и живут продуктивной звездной жизнью на протяжении триллионов лет, что примерно сравнимо со временем, за которое в галактиках истощатся запасы газа, вследствие чего они больше не смогут рождать звезды. Таким образом, характер Вселенной изменится достаточно резко. В тринадцатую космологическую декаду звезды еще будут ярко сиять, а Вселенная будет полна энергии. По завершении четырнадцатой космологической декады звезды погаснут и Вселенная покажется человеку куда более темной.

Глава 3

Эпоха распада

15 < η < 39

Мертвые звездные остатки захватывают темную материю, сталкиваются друг с другом, рассеиваются в космическом пространстве и, наконец, распадаются, уходя в небытие.

Пятнадцатая космологическая декада, где-то вблизи поверхности белого карлика:

Миранда приникла к бортовому иллюминатору космического корабля, чтобы в последний раз окинуть взглядом свой мир. Когда началась подготовка к запуску, она ощутила одновременно грусть и волнение, вызванные столь близкой перспективой покинуть эту устроенную цивилизацию и попытаться найти новое место для основания колонии. Сферическая металлическая платформа, простиравшаяся внизу, была настолько плоской, что кривизна ее поверхности оставалась практически неразличимой. Эта громадная конструкция со слабо светящимися городами и искусственными ландшафтами на протяжении бесчисленных поколений служила пристанищем для ее предков.

Металлическая поверхность, на которой расположилась колония, почти полностью окружила кристаллизованного белого карлика. Эта конструкция была спроектирована с совершенной точностью, что позволило улавливать ту малую энергию излучения, которую еще вырабатывал этот остаток давно погибшей звезды. Благодаря естественному процессу захвата и аннигиляции темной материи, белый карлик вырабатывал энергию в количестве, достаточном для поддержания миллиарда граждан. Теперь же, когда население выросло, увеличилась и потребность в ресурсах. Настало время найти новое место обитания.

Задумавшись, Миранда представила, на что могло походить отдаленное прошлое, в котором из многочисленных водородных облаков рождались яркие молодые звезды. Насколько иначе, должно быть, выглядело небо, освещенное миллиардами звезд, в каждой галактике. Но эта расточительная в прошлом Вселенная уже давно умерла. Как тот, кто живет всего несколько сотен лет, вообще может в полном объеме постичь временные промежутки, равные триллионам лет? Когда она закрыла глаза, размышляя над этой загадкой, космический корабль мягко оторвался от поверхности.

Тем временем, под самой поверхностью белого карлика происходили, на первый взгляд, безобидные события огромной важности. Мучительно медленно и незаметно для теплокровных существ, обитающих на поверхности, большие молекулы в ходе химических реакций постепенно собирались в еще более длинные цепочки. Это увеличение сложности приводилось в действие случайными всплесками высокоэнергетического излучения, просачивающегося из недр звезды. В то время как Миранда и ее род цеплялись за существование во все более негостеприимной Вселенной, впервые начался синтез строительных кирпичиков, предназначенных для образования биологии нового типа.

Что происходит, когда прекращают светить звезды? Через сто триллионов лет из истощенных межзвездных облаков будут выжаты последние поколения звезд и даже эволюция нескольких еще живых красных карликов будет постепенно подходить к своему завершению. Как только динамический цикл рождений и гибели звезд превратится в простое воспоминание, Вселенная изменит свой темперамент, пополнит свое содержимое и продолжит эволюцию.