Известный теоретик Ф. Дайсон поставил вопрос об очень отдаленном будущем такой Вселенной. При этом он учитывал явление квантового испарения черных дыр, масса которых полностью превращается в излучение за время 1062 лет для М = MΘ (MΘ— масса Солнца). Это время пропорционально кубу массы (см. дополнение редактора 8).
Относительно карликов и нейтронных звезд Дайсон замечает, что квантовомеханическим подбарьерным механизмом они также превращаются в черные дыры (за еще большее время) и затем испаряются.
Таким образом, конечная судьба открытой Вселенной — неограниченное расширение совокупности фотонов и нейтрино и исчезновение всякой структуры и организации.
По замечанию Я.Б. Зельдовича и Р.А. Сюняева, нестабильность протонов, т. е. несохранение барионного числа (см. дополнение редактора 6), резко ускорит исчезновение карликов и нейтронных звезд: вместо 1070 лет у Дайсона время исчезновения окажется всего в несколько раз больше времени распада протона, по современной оценке 1033 лет. Любопытно, что нейтронные звезды на определенном этапе распада будут взрываться.
Конечный вывод о мире, в котором останутся лишь фотоны и нейтрино, почти не меняется — небольшое количество избежавших аннигиляции электронов и позитронов не делает картину далекого будущего более привлекательной.
Возможно, однако, что суммарная плотность вещества Вселенной превышает критическую (в частности, за счет массивных нейтрино?). Тогда Вселенная замкнута и через время порядка 5 × 1010―1011 лет предстоит общее сжатие Вселенной. Теоретическое исследование этого процесса еще не продвинулось достаточно далеко.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ДАЛЬНЕЙШЕГО ЧТЕНИЯ
А. КОСМОЛОГИЯ И ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Нижеследующие руководства дают введение в различные разделы космологии и те части общей теории относительности, которые относятся к космологии, на уровне, в целом более техническом, чем использованный в данной книге.
Bondi Н. Cosmology. England, Cambridge. Cambridge University Press, 1960.
Бонди Г. Космология. В настоящее время несколько устарела, но содержит интересные обсуждения Космологического Принципа, космологии стационарного состояния, парадокса Ольберса и т. п. Очень легко читается.
Eddington A.S. The Mathematical Theory of Relativity. 2nd ed. England, Cambridge. Cambridge University Press, 1924.
Рус. пер.: Эддингтон А.С. Математическая теория относительности. М., Гос. науч-техн. изд-во, 1933.
В течение многих лет ведущая книга по общей теории относительности. С исторической точки зрения интересно раннее обсуждение красных смещений, модели де Ситтера и т. п.
Einstein А. е. a. The Principle of Relativity, London, Methuen and Co., Ltd., 1923; reprinted by Dover Publ., Inc., N. Y.
Рус. пер. в книгах: Эйнштейн А. Собрание научных трудов. Т. I. М., Наука, 1965, с. 452; Принцип относительности. Сб. статей. М., Атомиздат, 1973; Альберт Эйнштейн и теория гравитации. Сб. статей. М., Мир, 1979.
Бесценные перепечатки оригинальных статей по частной и общей теории относительности Эйнштейна, Минковского, Вейля, в переводе на английский. Включает перепечатку статьи Эйнштейна 1917 года, посвященной космологии.
Field G.B., Arp Н., Bahcall J.N. The Redshift Controversy. Reading, Mass., W.A.Benjamin, Inc., 1973.
Филд Г.В., Арп Г. и Бакалл Дж. Н. Спор о красном смещении. Интересная дискуссия об интерпретации красных смещений в терминах космологического разбегания, кроме того, полезные перепечатки оригинальных работ.
Hawking S.W., Ellis G.F.R. The Large Scale Structure of Space-Time. England, Cambridge, Cambridge University Press, 1973.
Рус. пер.: Хокинг С., Эллис Г. Крупномасштабная структура пространства-времени. М., Мир, 1977.
Строгое математическое рассмотрение проблемы сингулярностей в космологии и гравитационного коллапса.
Hoyle Fred. Astronomy and Cosmology — A Modern Course. San Francisco, W. H. Freeman & Co., 1975.
Хойл Фред. Астрономия и космология — современный курс. Элементарный учебник астрономии с большим, чем обычно, акцентом на космологию. Использует очень мало математики.
Misner C.W., Thorne K.S., Wheeler J.A. Gravitation. San Francisco, W. H. Freeman and Co., 1973.
Рус. пер.: Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. Т. 1–3. М., Мир, 1977.
Современное исчерпывающее введение в общую теорию относительности, написанное тремя ведущими специалистами. Обсуждается также и космология.
O'Hanian Hans С. Gravitation and Space-Time. N. Y., Norton and Company, 1976.
О'Ханьян Г. Гравитация и пространство-время. Учебник по теории относительности для младшекурсников.
Peebles P.J.E. Physical Cosmology. Princeton, Princeton University Press, 1971.
Рус. пер.: Пиблс П. Физическая космология. М., Мир, 1975.
Авторитетное общее введение в предмет с сильным упором на данные наблюдений.
Sciama D.W. Modern Cosmology. Englang, Cambridge, Cambridge University Press, 1971.
Рус. пер.: Шама Д. Современная космология. М., Мир, 1973.
Очень легко читаемое широкое введение в космологию и другие разделы астрофизики. Написано на уровне, «доступном читателям лишь с очень скромными знаниями математики и физики», с количеством уравнений, сведенным до минимума.
Segal I.E. Mathematical Cosmology and Extragalactic Astronomy. N. Y., Academic Press, 1976.
Сегал И. Математическая космология и внегалактическая астрономия. В качестве примера неортодоксального, но побуждающего к размышлениям взгляда на современную космологию.
Tolman R.С. Relativity, Thermodynamics and Cosmology. Oxford, Clarendon Press, 1934.
Рус. пер.: Толмен P. Относительность, термодинамика и космология. М., Наука, 1974.
В течение многих лет стандартное руководство по космологии.
Weinberg Steven. Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity. N. Y., John Wiley and Sons, Inc., 1972.
Рус. пер.: Вейнберг С. Гравитация и космология. М., Мир, 1975.
Обширное введение в общую теорию относительности. Около трети книги посвящено космологии. Скромность не позволяет делать дальнейшие комментарии.
Б. ИСТОРИЯ СОВРЕМЕННОЙ КОСМОЛОГИИ
Нижеследующие книги включают как первоисточники, так и вторичные источники по истории современной космологии. В большинстве этих книг используется мало математики, но в ряде из них предполагается некоторая степень знакомства с физикой и астрономией.
Baade W. Evolution of Stars and Galaxies. Cambridge, Mass., Harvard University Press, 1968.
Бааде В. Эволюция звезд и галактик. Лекции, прочитанные Бааде в 1958 году и изданные с магнитофонных записей К. Пейном ― Гапошкиным. Весьма субъективная оценка развития астрономии в нашем веке, содержащая рассказ об эволюции шкалы внегалактических расстояний.
Dickson F. P. The Bowl of Night. Cosmology from Phales to Gamow. Cambridge, Mass., M.I.T. Press, 1968.
Диксон Ф. Чаша ночи. Космология от Фалеса до Гамова. Содержит факсимиле оригинальных работ де Шезо и Ольберса о темноте ночного неба.
Gamow George. The Creation of the Universe. N. Y., Viking Press, 1952.
Гамов Георгий. Рождение Вселенной. Не очень современная книга, но ценная как подтверждение точки зрения Гамова в 50-е годы. Написана для широкой публики с обычным для Гамова обаянием.
Hubble Е. The Realm of the Nebulae. New Haven, Yale University Press, 1936; reprinted by Dover Publications, Inc., N.Y., 1969.
Хаббл Э. Сфера туманностей. Классический доклад Хаббла об астрономическом изучении галактик, включая открытие связи между красным смещением и расстоянием. Первоначально был прочитан как Силлимановская лекция 1935 года в Йеле.
Jones Kenneth Glyn. Messier Nebulae and Star Clusters. N. Y., American — Elsevier Publishing Co., 1969.
Джонс К. Туманности и звездные скопления Мессье. Исторические замечания по поводу каталога Мессье и наблюдений содержащихся в нем объектов.
Kant Immanuel. Universal Natural History and Theory of the Heavens. Translated by W. Hasties Ann Arbor, University of Michigan Press, 1969.
Рус. пер.: Кант И. Универсальная естественная история и теория неба. Соч., т. I. М., Мысль, 1963.
Знаменитая работа Канта, в которой дана интерпретация туманностей как галактик, похожих на нашу. В книге имеются также полезное предисловие М.К. Мюница и оценка Канта теории Млечного Пути Томаса Райта.
Коуге Alexandre. From the Closed World to the Infinite Universe. Baltimore, Johns Hopkins Press, 1957; reprinted by Harper and Row, H. Y., 1957.
Койре А. От закрытого мира к бесконечной Вселенной. Космология от Николая Кузанского до Ньютона. Содержит интересную оценку переписки Ньютона с Бентли, касающуюся абсолютного пространства и происхождения звезд, а также полезные выдержки.
North J.D. The Measure of the Universe. Oxsford, Clarendon Press, 1965.
Норт Дж. Масштаб Вселенной. Космология от девятнадцатого века до 40-х годов двадцатого. Очень детальный отчет о зарождении релятивистской космологии.
Reines F., ed. Cosmology, Fusion, and Other Matters: George Gamow Memorial Volume. Colorado Associated University Press, 1972.
Космология, синтез и другие проблемы. Сборник в честь Г. Гамова. Под ред. Ф. Райнеса. Весьма ценный, идущий из первых рук, доклад Пензиаса об открытии микроволнового фона и статья Альфера и Хермана о развитии теории нуклеосинтеза в модели «большого взрыва».
Schlipp P.A., ed. Albert Einstein: Philosopher-Scientist