100 великих загадок астрономии - Александр Викторович Волков

После этой эпохи наше мироздание «окажется на перепутье». По одним теориям, описывающим судьбу Вселенной, протоны – основные элементы атомных ядер – со временем утратят стабильность и по прошествии 1033—1041 лет распадутся. Если это так, то вся материя превратится в электроны, позитроны, пи-мезоны, нейтрино и гамма-излучение. «Эпоха распада» окончится, облик нашей Вселенной радикально изменится.

Теперь единственными крупными объектами в ней останутся черные дыры. Начнется их эпоха. Одни из них будут сродни крохотным кляксам, расплесканным во Вселенной. Другие окажутся огромными безднами, их масса будет в миллиарды раз больше массы Солнца. Но и они не вечны. Они тоже теряют свое содержимое. За счет квантовых эффектов они испарятся, превратившись в излучение Хокинга. Сжавшись до размеров атома, черные дыры исчезнут из нашей Вселенной, выдав напоследок вспышку лучистой энергии. Последние из них, некогда обретавшиеся посредине галактик, рассеются, словно морок, по прошествии 10100 лет. Лишь резкий отсверк гамма-лучей станет «эпитафией миллиардам почивших звезд, галактик и черных дыр», – отмечает австралийский астрофизик Пол Дэвис.

Итак, во Вселенной не останется даже мало-мальски заметных скоплений вещества. Только пары из позитронов и электронов будут кружиться по своим орбитам, чей радиус, возможно, окажется больше размеров всей нашей нынешней Вселенной. Это и немудрено: к тому времени размеры мироздания увеличатся в 1040 раз.

Электронно-позитронная идиллия продлится, на наш взгляд, «бесконечно долго», но и ей положен предел. Вселенная, скатываясь вниз по вечной лестнице времени, теряет последние капли своего содержимого, словно отброшенный кем-то сосуд, кем-то великим и непостижимым. Но сам сосуд, повторимся, вечен! Нам же по прошествии 10117 лет после Большого взрыва пришла пора попрощаться с этими электронами и позитронами, устроившими круговерть вселенских масштабов. Со временем, ибо оно отпущено им с лихвой, частицы, составившие эти пары, будут сталкиваться друг с другом и аннигилировать.

Что же останется, когда не останется даже элементарных частиц? Во Вселенной пребудут еще кванты света – фотоны. Сохранится также и некоторое количество нейтрино. Эту эпоху исследователи окрестили «вечной тьмой». Провидеть дальнейший ход событий не берутся и они. Впору лишь задаться вопросом: не превратится ли Вселенная в конце концов в ту самую Пустоту, которая порождает новые Вселенные?

Мы же вернемся на наше «перепутье мироздания». Мы предположили гибель протонов, и с их исчезновением, пережив эоны аннигиляции, погрузились в вечную тьму. Посмотрим же и другой сценарий. Что если протоны окажутся стабильными? Почему бы и нет? До сих пор науке не известен ни один случай распада протонов. Если крепость их и впрямь незыблема, то судьба мироздания окажется совершенно иной. Погаснут последние вспышки аннигилировавших черных дыр, но еще долго после этого события по Вселенной будут носиться оледенелые остовы звезд и планет. Пройдут эоны времени, пока их атомы вследствие реакций распада или холодных термоядерных реакций не превратятся в железо – элемент с самой благоприятной конфигурацией энергии. По оценке Фримана Дайсона, через 101500 лет все звезды, эти некогда ярко-огненные, раскаленные небесные тела, станут ледяными шарами, отлитыми из безупречно гладкого металла.

Однако Вселенная все еще не достигла самого низкого и, значит, наиболее стабильного энергетического уровня. Железные шары, бороздящие космическое пространство, по-прежнему будут излучать какое-то количество энергии. Пройдет 101026 (десять в степени десять в двадцать шестой степени) лет, и самые крупные железные звезды породят черные дыры, а звезды помельче взорвутся, образуя нейтронные звезды. На все это у них уйдет 101076 (десять в десять в семьдесят шестой степени) лет – срок, который даже помыслить трудно. Но пройдет и он. Все пространство заполонит космическая пыль. Под действием силы тяжести отдельные пылинки время от времени будут сливаться друг с другом. Эти сгустки претерпят коллапс, вновь превратятся в черные дыры, которые вслед за тем снова аннигилируют. Вселенная, как заезженная пластинка, будет какое-то время наигрывать одну и ту же мелодийку: сгущение, коллапс, аннигиляция, сгущение, коллапс, аннигиляция… Но когда-нибудь уничтожатся и эти остатки материи.

Что впереди? «Холодно, холодно, холодно. Пусто, пусто, пусто. Страшно, страшно, страшно» (Антон Чехов). И течет бесконечное Время.

Вселенная – это «мыслящий организм»?

Есть ряд фундаментальных вопросов, на которые не дают ответа ни современная физика, ни космология, ни другие науки.

Что такое материя?

Почему пространство имеет три измерения?

Почему время течет из прошлого в будущее?

Действительно ли мироздание подчиняется строгим научным законам или случайно описывается некими формулами?

Наконец, что такое сознание? Откуда оно берется?

Существующие физические теории, какими бы необычными они ни казались, не объясняют этого. Пространство всегда бывает трехмерным; в противном случае законы природы выглядели бы иначе. Только теория струн априори предполагает, что пространство имеет гораздо больше измерений, но все они, кроме привычных для нас размерностей, «свернуты» и существуют лишь в микромире.

Нет места в физике макромира и ничему случайному. Лишь в хаосе микрочастиц возможны всякого рода странности. Ну а вопросы о том, что такое сознание и существует ли внечувственное восприятие, по мнению теоретиков классической физики, вообще числятся по другому ведомству: они принадлежат науке психологии или же псевдонауке – эзотерике.

И раз уж сама логика вынесла нас за рамки современной науки, приглядимся к необычной теории физика Реджинальда Т. Кэхилла из Аделаидского университета. Начнем разговор о ней издалека. Зададимся вопросом: «Почему мы вообще осознаем мир?» Ответ вроде бы налицо: «Потому что наш мозг устроен так, что отражает реальность. Структуры мироздания, очевидно, отражаются в структурах процессов, протекающих в головном мозге». Кэхилл переиначивает эту фразу. Если мозг, познающий мир, соответствует ему и устроен подобно ему, то и мир, может быть, устроен так же, как головной мозг. Таким образом, идеальная модель мозга должна соответствовать модели мироздания.

В　гипотезе Кэхилла мир представляет собой подобие бесконечной нейрональной сети

Сейчас мозг чаще всего представляют в виде нейрональной сети. Она состоит из множества «узелков» – нервных клеток. Между ними устанавливаются определенные отношения. Две клетки иногда помогают друг другу (коэффициент соотношения равен + 1), порой мешают друг другу (коэффициент равен —1), а порой могут не иметь ничего общего друг с другом (коэффициент равен нулю).

Нейрональная сеть разворачивается поэтапно. Динамику этого развития можно рассмотреть на примере головного мозга эмбриона. Нервные клетки размножаются; одни из них образуют комплексы, другие остаются в изоляции, третьи блокируют соседние клетки, то есть подавляют распространение нервных импульсов. Мозг становится все сложнее. Он напоминает космическое пространство, в котором периодически встречаются «комплексы галактик» – их скопления – или пространство атома, в котором тоже есть «сгустки», «комплексы»: элементарные частицы.

Это звучит привычно. Загадки впереди. Кэхилл не стал определять основные элементы своей гипотетической сети. Он решил оставить их в «неявном виде». Эти элементы не должны появляться даже в формулах. А потому Кэхилл обратился к теории фракталов. Ведь их тоже нельзя свести к первоэлементу.

В последнее время ученые нередко отмечают, что распределение галактик в нашей Вселенной обладает свойствами фрактала. Так, на страницах журнала «Знание – сила» физик Владилен Барашенков писал: «Фракталы имеют склонность к повторению структуры на каждом новом этаже, поэтому, не получится ли так, что на некотором очень большом расстоянии плотность вещества Вселенной снова начнет возрастать, повторяя структуру атома… Но тут мы выходим далеко за рамки современной науки».

Итак, в гипотезе Кэхилла мир представляет собой подобие бесконечной нейрональной сети, чьи узелки невозможно определить, чьи узелки – это «неявные первоэлементы», или же «монады». Это название заставляет вспомнить учение Лейбница. В его теории монада – это психически активная субстанция, воспринимающая и отражающая других монад и весь мир. «Монада – зеркало Вселенной», – говорил Лейбниц. «Монада – бесконечно повторяющийся элемент Вселенной, с которого начинается любой ее фрактал», – уточнил бы Кэхилл.

Его монады в первые же моменты своего бытия сами превратились в сеть, чьи монады, в свою очередь, тоже превратились в разветвленные сети, чьи монады тоже превратились… – и так до бесконечности. Когда Кэхилл моделировал рождение подобной сети на компьютере, автоматически выявилось одно ее поразительное свойство. Количество узелков сети увеличивалось пропорционально квадрату расстояния. Чем не закон природы? Однако такое оказалось возможным лишь в трехмерном пространстве. Если во всех физических теориях трехмерность мироздания была его фундаментальным свойством, то у Кэхилла – лишь следствием существования Вселенной.