Давайте теперь обсудим будущее Вселенной по версии самой популярной и весомой модели на сегодняшний момент.
Итак, пока идет эпоха активного рождения звезд, но, когда межзвездный газ постепенно закончится, старые звезды постепенно погаснут, а новым будет не из чего зажигаться, начнется так называемая эпоха распада. Постепенно будут гаснуть красные карлики, остальные звезды эволюционируют до всяких белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр. Большая часть скоплений и сверхскоплений галактик объединится в просто крупные галактики. Звезды будут сталкиваться друг с другом…
Потихоньку начнется распад протонов.
Следом идет эпоха черных дыр. Вселенная уже заполнена элементарными частицами. Изредка встречаются нейтронные звезды. Но в основном Вселенная усеяна черными дырами. Они уже сожрали все, что могли, так что теперь осталось только излучать.
Подождите, мы же только недавно говорили, что черные дыры не отпускают от себя даже свет, о каком излучении идет речь?
О хокинговском, конечно! Я же рассказывал!
Это один из двух основных вариантов, как черная дыра может хоть что-то излучать. Второй вариант излучения черных дыр – гравитационные волны при столкновении двух черных дыр. И их мы уже довольно много фиксировали на детекторах типа LIGO[10] и VIRGO[11].
Но вернемся к эпохе черных дыр. У нее тоже есть два разных исхода. Первый: черные дыры распадаются окончательно и Вселенная с тех пор наполняется только всякими нейтрино, электронами, позитронами, кварками и фотонами. Температура практически нулевая. Эпоха вечной тьмы. Возможно, тут появится больцмановский мозг, который мы уже вспоминали. Последний этап, который нафантазировали ученые, – время возврата Пуанкаре для массы Вселенной. Это значит, что вся масса Вселенной спонтанно соберется в то же состояние, с которого начиналась, то есть к той же сингулярности, или что там было в самом начале. Этот момент может и не наступить вовсе. Тогда Вселенная просто станет практически пустой, холодной и безжизненной.
Ну и второй вариант. Эпоха черных дыр заканчивается тем, что все черные дыры собираются в одну большую, и эта супердыра может бахнуть подобием Большого взрыва. Собственно, космология черной дыры тоже может в какой-то момент закончиться Большим взрывом внутри черной дыры. Та самая жизнь после слива. Получается такая пульсирующая Вселенная – Взрыв, Сжатие, Взрыв, Сжатие…
Но пока мы видели только Взрыв, так давайте и посмотрим, насколько далеко нас раскидало и как велика Вселенная.
1.5. Масштабы во Вселенной
Будет много цифр, но я надеюсь, что у меня получится этот момент сгладить.
Все же помнят картинки, на которых нарисована наша Солнечная система? Забудьте их! Это художественный вымысел. Если бы художники соблюдали масштабы, то вы бы обалдели от размеров этого полотна.
Давайте начнем с нашей Земли. Ее диаметр – 12 742 километра. Возьмем баскетбольный мяч для наглядности и представим, что это наша планета. Для нудистов… нудятлов… короче, для нудных: диаметр баскетбольного мяча около 23 сантиметров. И масштаб, соответственно, примерно 1 к 55,5 миллионам. Средняя пятиэтажка в высоту метров, ну, пусть будет двадцать. Если мы попробуем поделить двадцать метров на 55 миллионов, то мы эту пылинку вообще не увидим.
Давайте что-то повыше. Самое высокое здание в мире – Бурдж Халифа. 828 метров, между прочим. Сорок одна пятиэтажка, на минуточку! Короче, на нашем мячике это полторы тысячных сантиметра… ладно. Давайте возьмем Эверест. 8848 метров. Ну, это уже полторы СОТЫХ сантиметра. Даже меньше, чем высота пупырышка на мячике. Ну и да, кстати. Помните байку, что Великую китайскую стену из космоса видно? Ну вы поняли, не буду продолжать.
Ладно, с самой Землей разобрались. А какого размера будет Луна в таком масштабе? Чуть меньше теннисного мяча. На полсантиметра буквально.
А теперь давайте подумаем, как мы можем понять, какое между Землей и Луной в этих масштабах расстояние будет? Подумали? Следите за руками! Берем теннисный мяч и в полнолуние отдаляем его от себя таким образом, чтобы он был одинакового размера с Луной, то есть ровно закрывал ее. Руки вам не хватит, сразу скажу. Около семи метров будет. Представили себе такой учебник? Ну хорошо, в учебнике еще в десять раз можно размеры уменьшить. Тогда расстояние будет семьдесят сантиметров, диаметр Земли около двух с половиной, а Луны – около полусантиметра.
Давайте дальше шагать. Размер Солнышка… Те физики, которые еще философами были в Древней Греции, поняли, как вычислять размер и расстояние до нашего светила при помощи лунного затмения. Я тянуть не буду, скажу так. Если наша планета – баскетбольный мяч, Луна – теннисный мяч, то Солнце – шарик диаметром в 25 метров! Выше пятиэтажки, кстати.
А расстояние до этого, кхм-кхм, СЛОНышка в такой масштабной системе будет чуть больше двух с половиной километров. Тут даже в десять раз уменьшать бесполезно. Смиритесь, вы никогда не видели реальную масштабную модель нашей Солнечной системы! Кстати, расстояние от Земли до Солнца называется астрономической единицей.
А если посмотреть расстояние от Солнца до Плутона[12] (да, я старовер, и для меня Плутон все еще планета)? Так вот, от Солнца до Плутона в таких масштабах будет от семидесяти девяти километров до ста тридцати трех в зависимости от положения на орбите. Кстати, интересный факт – реальная площадь Плутона лишь немного больше площади России.
Кроме расстояний и размеров есть еще скорости. Думаю, вы понимаете, что мы сейчас не будем говорить о том, как долго надо будет ехать на машине до Марса. Это к Илону Маску – он Теслу в космос запустил[13]. Нормальная скорость в космосе только одна – световая. Она у нас около 299 792 километров в секунду. Еще раз: почти триста тысяч километров в секунду. Так вот. Дано: Солнце размером с пятиэтажку, Земля размером с баскетбольный мяч, расстояние между ними около двух с половиной километров, масштаб один к пятидесяти пяти с половиной миллионам. Как будет выглядеть скорость света в этом масштабе? Около пяти с половиной метров в секунду. Восьмикратный чемпион мира Усэйн Болт бегает почти вдвое быстрее, хотя, конечно, он спринтер. И доберется луч от Солнца до Земли примерно за восемь с половиной минут.
Ладно, чтобы быстро закончить с нашей системой, напомню известный факт. Между Луной и Землей можно впихнуть все остальные планеты Солнечной системы. Вместе с Плутоном, если мне память с математикой не изменяют.
А сколько до ближайшей звезды, кстати? Ближайшая к Солнцу звезда – Проксима Центавра. Расстояние до нее – 270 000 астрономических единиц. Свет от нас к ней будет идти четыре года с небольшим. Давайте немного поменяем масштабы для наглядности? Попробуем Солнце сжать до сантиметра. То есть уменьшим нашу прежнюю систему в две с половиной тысячи раз. Получим, что одна астрономическая единица примерно равна метру. М-да, если Солнце представить шариком с диаметром в 1 сантиметр, то ближайшая звезда будет на расстоянии в 270 километров. Давайте еще сожмем наше Солнце. Пусть будет размером с маленькую песчинку. Где-то одна десятая миллиметра. То есть сжали еще в сто раз. Ну вы поняли, да? Два километра семьсот метров до ближайшей песчинки. Так себе пляж, скажу я вам.
Давайте сыграем в игру. Надеюсь, ни для кого не секрет, что Солнце находится в галактике Млечный Путь? Так вот, просто наугад скажите, сколько нужно песка, чтобы примерно показать количество звезд в этой галактике? Ведро? Два? В Млечном Пути от 200 до 400 миллиардов звезд.
Вес одной песчинки в задачнике по математике предлагают считать равным 0,002 грамма. Предположим. Я пытался прикинуть одно к другому… в смысле плотность песка к размерам песчинки – ну очень приблизительно, но можно поверить. Так вот, если брать галактику… Короче, от 300 до 600 тонн песка нужно, ребята. Возьмем в среднем 450 тонн. Чтобы вы понимали масштабы – это триста кубов песка… Два грузовых вагона под завязку и еще тележка останется. А Солнце – одна песчинка.
Диаметр Млечного Пути – 100 000 световых лет. Да, забыл. Тут измеряют расстояние уже световыми годами. Это расстояние, которое луч света пройдет за один год. Все логично. Если Солнышко – песчинка, то диаметр Млечного Пути будет 70 000 километров… Это чуть больше, чем пять реальных Земель. А Солнце – песчинка…
Давайте выйдем еще дальше. Мы знаем много галактик. От нашего родного и уютного Млечного Пути до ближайшей крупной галактики – Андромеды – примерно два с половиной миллиона световых лет. Да, есть небольшие звездные скопления, есть всякие спутники Млечного Пути, но нам же интересно нормальные масштабы посмотреть.
Опять же, Солнышко – песчинка, тогда расстояние от Млечного Пути до Андромеды примерно миллион семьсот пятьдесят тысяч километров. Если что, в натуральную величину Солнышко – это звезда диаметром чуть меньше полутора миллионов километров, поэтому понятно, что и с чем мы сравниваем. Давайте теперь уменьшим наш Млечный Путь. Пускай теперь все наши два вагона и небольшая тележка будут размером с горошину сантиметровую. Тогда до Андромеды у нас будет около двадцати пяти сантиметров. Плотненько так, в отличие от предыдущих примеров. Но вы же понимаете, что это только для того, чтобы показать, что мы входим в большую такую галактическую структуру. Называется это все Сверхскоплением Девы, или Местным сверхскоплением галактик. В диаметре это Сверхскопление у нас растягивается примерно на 110 миллионов световых лет. Одиннадцать метров, если считать Млечный Путь горошиной. Вообще плотно, да? Так вот, насчет количества этих горошин… Я не очень понимаю такую формулировку, но другой пока не нашел. Итак, цитата: «В состав Местного сверхскопления входят 100 групп и скоплений и около 30 тысяч галактик». Я лично не могу понять: эти 30 тысяч галактик – они отдельно от тех ста групп и скоплений или эти сто групп и насчитывают в общей сложности тридцать тысяч галактик? В любом случае на этом метре с кепкой нам надо раскидать тридцать тысяч го