Кратчайшая история Вселенной. От Большого взрыва до наших дней (в сверхдоступном изложении) - Дэвид Бейкер

завершат свою работу, и вся сложность во Вселенной закончится. Именно этот поворот я имел в виду, когда говорил, что второй закон объясняет и создание, и разрушение миров. Все, что останется, – это пустая вечность без изменений, без событий, без истории, не только конец мира, но и конец нашей истории. Конец всей истории. Через 1040 лет даже черные дыры испустят все свое излучение и испарятся в равномерно распределенную энергию.

Этот сценарий назвали «большим замерзанием», и он прогнозирует конец истории сложности во Вселенной в соответствии с имеющимися на сегодняшний момент данными. Он строится на идее, что Вселенная будет продолжать ускоряться и расширяться вечно.

Существует еще два вероятных варианта конца Вселенной, если мы столкнемся с новыми темпами расширения Вселенной, меняющими данные, на которых мы строили предыдущие прогнозы. На случай если Вселенная будет расширяться быстрее, чем мы сейчас наблюдаем, прогнозируется сценарий «большого разрыва»: Вселенная расширяется так стремительно, что увеличивает пространство между галактиками, затем преодолевает силу гравитации и разрывает галактики на части, затем преодолевает ядерные силы, удерживающие атомы вместе, и разрывает звезды, планеты и организмы. Это может произойти всего через 20 миллиардов лет. Я пишу «всего», но 20 миллиардов лет – все равно страшно долгий срок.

Второй вероятный вариант – это «большой хлопок», при котором ускорение расширения Вселенной фактически замедляется и обращается вспять, в итоге сжимая все галактики во Вселенной вместе, а затем в исходную (сингулярную) раскаленную точку, с которой началась наша история. Если это вызовет новый Большой взрыв, то следствием станет естественный сценарий следующего «большого скачка», при котором Вселенная опять расширяется и возрождается, снова и снова. Очень поэтично и привлекательно. Современные данные не отражают такого хода событий, но если расширение Вселенной замедлится и обратится вспять, это может занять от 50 миллиардов до нескольких сотен миллиардов лет.

Каким бы зловещим ни казался сценарий «большого замерзания» с его эстетикой «медленного умирания», на самом деле он предоставляет сложности максимальное количество времени (триллионы, триллионы, триллионы лет), чтобы продолжить рост и найти решение проблемы гибели, заложенной во Вселенной вторым законом термодинамики. В этом смысле мы должны пить шампанское за то, что «большое замерзание» сегодня представляется наиболее вероятным итогом нашей истории.

Далекое будущее сложности

Подумайте, насколько «молода» Вселенная, насчитывающая 13,8 миллиарда лет, с точки зрения 100 триллионов лет, которые она будет существовать, прежде чем все звезды сгорят, и триллионов, триллионов, триллионов лет до тепловой смерти материи. Подумайте о ничтожно малом времени существования биологической сложности на Земле (3,8 миллиарда лет) и еще более кратком времени существования человечества в форме грамотных государств и обществ (5500 лет). Наконец, взвесьте, насколько ускорилось коллективное обучение и научный прогресс за последние 200 лет.

Это настолько малая часть от времени, в течение которого будет существовать Вселенная, что ею можно пренебречь. Ее даже не стоит выражать в процентах, учитывая все нули, которые будут стоять перед значимой цифрой. К тому же если рост сложности продолжит ускоряться (как это происходит сейчас), то при условии, что мы начнем думать, в каком направлении развиваться в течение тысяч и миллионов лет, не говоря уже о миллиардах и триллионах, высокоразвитое общество сможет, по всей видимости, оказать влияние на естественную эволюцию Вселенной.

Если предположить, что сложность продолжит расти, то такой исход не только вероятен, но и постепенно становится возможным и даже прогнозируемым.

Тем не менее практически невозможно прогнозировать, как будет выглядеть такая развитая сложность. Человеку трудно предположить, как будут выглядеть технологии через десять лет, а тем более какими они станут через тысячи и миллионы лет. Однако есть один способ, с помощью которого мы можем получить представление о том, насколько сложными и мощными будут эти суперцивилизации в один прекрасный день.

В начале книги мы выяснили показатель сложности – плотность энергетических потоков, которые создают, поддерживают и увеличивают сложность. Солнце достигает 2 эрг/г/с, средний фотосинтезирующий организм – 900 эрг/г/с, собака – 20 000 эрг/г/с, человеческие сообщества собирателей – 40 000 эрг/г/с, аграрные государства – 100 000 эрг/г/с, индустриальное общество XIX века – 500 000 эрг/г/с, а современное общество – 2 миллиона эрг/г/с. При помощи этой количественной характеристики мы можем спрогнозировать, насколько сложными будут суперцивилизации в далеком будущем, и даже оценить, сколько времени нам потребуется, чтобы достичь этой отметки.

С каждым увеличением потоков энергии происходило повышение структурной сложности: от скопления атомов водорода к единой клетке с ДНК, к многоклеточным организмам, состоящим из системы триллионов клеток, к сообществу людей, их домашним животным и всем нашим механизмам, образующим общество. Кроме того, с каждым увеличением плотности энергии приходит по меньшей мере способность людей сознательно управлять физическими законами и изменять местность вокруг себя, чтобы обеспечить свое дальнейшее выживание.

Не имея ни малейшего представления о том, какая наука или какие чудесные изобретения могут появиться в суперцивилизациях, тенденции, которые мы до сих пор наблюдали в нашей истории, предполагают, что сложность может стать настолько развитой, что начнет влиять на структуру галактик и саму космологическую эволюцию.

Суперцивилизации

В 1964 году российский астроном Николай Кардашёв предложил шкалу, по которой мы можем оценить развитые цивилизации в зависимости от того, сколько энергии они используют. Деления шкалы Кардашёва соответствуют энергии планеты, звезды или галактики. Обратите внимание, что это не обязательно означает, что планета, звезда или галактика должны быть фактическим источником такой энергии, а просто то, что сверхцивилизация генерировала эквивалент такой энергии.

1. Цивилизация первого типа (планета). В антропоцене люди фактически близки к тому, чтобы использовать энергетический эквивалент целой планеты. В настоящее время мы являемся цивилизацией с уровнем «0,7» или выше. Таким образом, если мы сделаем небольшой план на будущее, то наша средняя плотность потока свободной энергии составит 2 600 000 эрг/г/с. На самом деле это настолько незначительное увеличение среднего потока энергии для общества, что вполне резонно можно предположить, как будет выглядеть такое общество: планета примерно с таким же населением, с более мощными источниками энергии для поддержания сложности населения (например, население в 10 миллиардов человек с термоядерными реакторами, и все живут на уровне сегодняшних развитых стран или даже лучше). Если предсказать такой же рост сложности человечества, какой произошел с эпохи собирательства до сегодняшнего дня, то расчеты показывают, что человечество достигнет цивилизации первого типа через 300 лет или раньше. Если смотреть только на цифры, то будущее человечества выглядит вполне надежным. При условии, что мы сможем удержать сложность от отката назад. Именно поэтому живущие сегодня поколения играют столь важную роль в нашей истории.

2. Цивилизация второго типа (звезда). В этой точке мы переходим от прогнозируемого и возможного будущего к вероятному, о котором наука еще не имеет точных знаний, чтобы объяснить, какая технология приведет нас на эту стадию. Этап, на котором человечество (или то, во