Когда-то у человечества были амбиции, которые приводили к таким невероятным проектам, как первый полет человека в космос или миссия на Луну. Следующим шагом будет колонизация планет, а затем и межзвездное путешествие. Инициатива Breakthrough Starshot становится преемником человеческих амбиций и обещает проложить нам путь к ближайшим звездам.
У Вселенной было начало. Но с чего она началась? Чем стала в начале? Мы знаем, что все началось с довольно быстрого расширения и закончилось появлением большого количества галактик, сделанных из маленьких частиц. Но что было до этого? Какими были законы физики, когда все началось? Известные физики Джеймс Хартл и Стивен Хокинг предложили несколько ответов на эти вопросы несколько десятилетий назад. Новая работа другой группы физиков проанализировала популярную интерпретацию геометрии Большого Взрыва Хокинга и Хартла и столкнулась с некоторыми неприятностями. Эти результаты проливают свет на проблему начала Вселенной. Новое препятствие, которое придется преодолевать всем теориям будущего.
Общепринятой научной моделью появления Вселенной по-прежнему является модель Большого взрыва. Попытки доказать ее несостоятельность и объяснить возникновение бытия с гораздо более простой точки зрения, конечно, были. Одними из последних, например, можно выделить работу Джеймса Хартла и Стивена Хокинга, предложивших модель «безграничной» Вселенной. Или, скажем, работы Александра Виленкина о «туннельной природе Вселенной». Однако новое исследование, проведенное совместно немецким Институтом гравитационной физики Макса Планка и канадским Институтом Периметра, показывает, что никакой убедительной альтернативы модели Большого взрыва нет. Пока.
В третий раз за историю мы напрямую обнаружили неоспоримую сигнатуру черных дыр: гравитационные волны, появившиеся в результате их слияния. В сочетании с тем, что мы уже знаем о звездных орбитах возле галактического центра, рентгеновских и радионаблюдений других галактик, измерений скорости движения газа, отрицать существование черных дыр ну никак нельзя. Но хватит ли нам информации, из этих и других источников, чтобы рассказать нам, сколько на самом деле во Вселенной черных дыр и как они распределяются?
У нас на Земле есть еще миллиард-другой лет, прежде чем океаны вскипят и планета станет непригодной для жизни. Солнце нагреется, превратится в красного гиганта, сожжет топливо в ядре, раздует свои внешние слои и сожмется в белый карлик. Но появятся и новые звезды, которые будут сиять и сохранят галактику живой и здоровой в далеком будущем. Однажды и наша галактика Млечный Путь перестанет существовать. Пройдет время, и звезд не останется, не останется их останков и даже черных дыр. Такой будет космическая история нашего дома в космосе.
Есть порог, за который мы не можем выйти, есть вещи, которых мы никогда не узнаем. Но кое-что мы знаем, и у нас есть мощные инструменты: наука, воображение, анализ. 13,8 миллиарда лет назад Вселенная, какой мы ее знаем, родилась в горячем Большом Взрыве. Со временем пространство расширилось, материя прошла через гравитационное притяжение и получилось то, что получилось. Но всему, что мы видим, есть предел. На определенном расстоянии галактики исчезают, звезды меркнут и никакие сигналы далекой Вселенной увидеть нельзя. Что лежит за этим пределом? Если Вселенная ограничена в объеме, есть ли у нее граница? Достижима ли она? На что похож край Вселенной?
Человечество аккумулировало огромное количество информации о нашей Вселенной и о том, как она работает. Мы гордимся тем, что являемся самым умным видом на Земле, а также, на текущий момент, и во всей Вселенной. Однако информация, которую мы собрали о структуре нашей Вселенной, получена на основе 4%, которые мы можем наблюдать, измерить и проанализировать — обычного вещества. Оставшиеся 96% — это «темные» субстанции. Темные они потому, что мы ничего о них не знаем (и потому что физикам не хватает фантазии, когда дело доходит до наименований).
Мы по-прежнему одиноки во Вселенной, и загадка парадокса Ферми ну никак не хочет решаться. Тем временем внутри научного сообщества зародилась новая гипотеза, обещающая ответить на вопрос о том, «где, черт возьми, все пришельцы?». Согласно ей, «все очень просто»: высокоразвитые цивилизации действительно существуют, но они решили поместить себя в состояние гибернации и теперь ждут смены космической эпохи, когда смогут вновь возродиться и вернуть себе главенствующее положение во Вселенной.
Не так просто представить, учитывая все разнообразие форм, которые принимает материя во Вселенной, что на протяжении миллионов лет существовали только нейтральные атомы газа водорода и гелия. И точно так же трудно представить, что однажды, через квадриллионы лет, все звезды померкнут. Останутся лишь останки нашей пока еще живой Вселенной и… черные дыры. Но и они не будут жить вечно. В связи с чем рождается интересный вопрос. Что произойдет, когда черная дыра потеряет достаточно энергии вследствие излучения Хокинга, так что ее энергетическая плотность больше не сможет поддерживать сингулярность с горизонтом событий? То есть когда черная дыра перестанет быть черной дырой из-за излучения Хокинга?
Иногда люди спрашивают Кэрри Нуджент о шансах на то, что фильм «Армагеддон» 1998 года случится в реальной жизни, когда ученые найдут, что астероид размером с Техас находится в 18 днях от удара о поверхность Земли со всеми вытекающими. 33-летний планетолог из Калифорнийского технологического института отвечает, что мы вряд ли столкнемся с таким большим. Чтобы избежать столкновения, она пытается найти как можно больше астероидов.