И результаты этого процесса начинают появляться уже в первой половине первого миллиарда жизни Вселенной — начинают образовываться первые квазары, галактики, скопления и сверхскопления галактик. Зажигаются первые звезды.
Давно уже умершие, чтобы дать жизнь нам...
Что ж, наш рассказ близится к концу. Последним на сегодняшний день ключевым этапом эволюции Вселенной является
1 Рекомбинация гелия происходит раньше — еще на радиационно- доминированной стадии. — Примеч. авт.
3б1
наступивший около 7 с лишним миллиардов лет назад этап доминирования космологической постоянной.
Впрочем, точнее будет сказать, что наступил этап доминирования темной энергии, ведь космологическая постоянная — не единственная из рассматриваемых кандидатур на эту роль. Более того, число «игроков» может быть больше одного!
Единым для всех кандидатур является условие на уравнение состояния — давление этой субстанции обязательно должно быть отрицательным, причем модуль его должен превышать 1/3 от плотности энергии. Это нужно, чтобы обеспечить необходимые силы отталкивания в космологическом масштабе.
Если коэффициент пропорциональности между давлением и плотностью энергии (так называемый «параметр уравнения состояния» w) лежит в промежутке от минус 1/3 до -1, то такой подкласс темной энергии называется «квинтэссенцией», ее плотность может уменьшаться со временем — хотя и медленней, чем плотность обычной материи (барионной и темной).
Если параметр w точно равен -1 — то это уже привычная нам космологическая постоянная с неизменной плотностью.
Весьма экзотический случай, когда w даже меньше -1, называется «фантомной энергией». К каким интересным (но несколько неприятным) последствиям может привести ее возможное существование, мы расскажем в последней главе.
Как бы то ни было, около семи миллиардов лет назад наша Вселенная снова перешла на ускоренный режим расширения. Пока он не экспоненциальный, ведь доля материи еще весьма существенная по сравнению с долей темной энергии (примерно
3 к 7), но дальше разрыв будет только все больше и больше возрастать. Вселенная будет расширяться все быстрее и быстрее.
...Через огромное количество лет погаснет последняя звезда, потом испарится последняя черная дыра, распадется последний протон. И Вселенная наша будет представлять собой чудовищно огромное и практически совершенно пустое пространство, заполненное очень-очень разреженным фотонно-электронным газом.
Зб2
Безрадостная картина, не правда ли?
Но значит ли это, что тогда же настанет и конец истории человечества — если не убившего себя до тех пор, то невообразимо далеко ушедшего по дороге познания, и невообразимо могущественного?
Человеческая мысль не может смириться со столь бесславным концом. И об этом — наш следующий рассказ.
Ну, а пока кратко перечислим основные характеристики нашей Вселенной в современную эпоху — как их определяют данные пятого года выполнения миссии WMAP.
Возраст нашей Вселенной — примерно 13,7 млрд лет. Геометрия — «плоская», возможное отличие параметра полной плотности от 1 — не более, чем во втором знаке. Величина постоянной Хаббла составляет около 70 (км/с)/Мпк. На долю темной энергии приходится порядка 70% полной плотности Вселенной. «Светящееся» барионное вещество (звезды, галактики, газ и пыль, в том числе невидимые нам) — не более 5%. Темная материя — 20 с лишним процентов.
Наконец, доля массивных нейтрино в лучшем случае может составлять около 2%. Впрочем, по сравнению с долей барионной материи это вполне солидная величина, практически одного порядка.
Что же до ограничений на параметр уравнения состояния темной энергии, то они пока не позволяют сделать однозначный выбор между квинтэссенцией, космологической постоянной и фантомной энергией.
Другие характеристики Вселенной мы перечислять не будем — они потребовали бы долгого объяснения своей сути. А нас ждет, возможно, самая увлекательная часть рассказа о космологии.
В этой последней части радела, посвященного космологии, мы расскажем о ее загадках и нерешенных вопросах. А также о пока еще гипотетических, но неизменно захватывающих дух попытках ответа на данные вопросы.
И начнем мы с того самого, «наивного» и даже «некорректного», как мы сказали, вопроса о том, что же было в самом начале Вселенной.
Однако вопрос этот обладает такой притягательной силой, что не прекращаются попытки дать на него ответ, отличный от уже приведенного нами ранее. Скорее всего, абсолютно правильного, но несколько скучноватого, не правда ли?