Современная космология предполагает различные возможные судьбы Вселенной и, следовательно, конца времен. Детали зависят от того, какая модель подходит.
Ключевые выводы
- Сущность времени доминирует над нашим существованием и все же ускользает от нашего понимания.
- Современная космология предполагает различные возможные судьбы Вселенной и, следовательно, конца времен. Детали зависят от того, какая модель подходит.
- Мы можем быть маленькими в космосе. Но, насколько нам известно, только мы держим в уме всю космическую историю.
Сколько времени? Это вопрос, на который никто не знает, как ответить. Прежде чем мы сможем подойти к нему, мы должны задать другой вопрос: какое время мы имеем в виду? Часы измеряют время? Это не время, а представление времени машиной. Часовое время - это человеческая конструкция, которую мы придумали, чтобы понять, что мы чувствуем глубоко внутри о природе времени: что время - это мера изменения, что вещи действительно меняются, и если мы хотим иметь некоторую меру контроль над этим изменением, нам лучше научиться измерять его. Однако именно ощущение прошедшего времени так загадочно. Мы знаем, что он есть, мы чувствуем его, мы видим его в зеркале, когда наблюдаем за собой, стареющим. Но мы не можем его удержать.
Сущность времени доминирует над нашим существованием и все же ускользает от нашего понимания.
Универсальный нарратив Времени
Время не похоже на пространство. Мы свободны двигаться в пространстве, влево, вправо, назад, вперед. Но время - это что-то вроде тюрьмы. Мы не можем контролировать его, и мы не можем двигаться вокруг него. Он идет вперед и все.
Да, теория относительности изменила наше представление о постоянстве течения времени. Но время все равно течет, пусть и по-разному для наблюдателей, движущихся относительно друг друга. Эйнштейн показал, что движущиеся часы идут медленнее, чем покоящиеся. Но они оба тикают, и время для каждого движется вперед. Одним из краеугольных камней теории относительности является то, что свет - самая быстрая вещь во Вселенной. Путешествие со скоростью света невозможно для всего, что имеет массу. Только сам свет может достичь скорости света. (То же самое могут быть и гравитоны, гипотетические частицы, обладающие гравитационным притяжением и считающиеся безмассовыми.) Так что, возможно, для света время не существует. Но поскольку свет не осознает существования, его, вероятно, не волнует течение времени.
Но нам не все равно. И современная наука впечатляющим образом показала нам, что все, что существует, имеет историю. От живых существ до камней и самой Вселенной - всегда есть встроенный временной нарратив, рассказывающий историю этого существа. Когда дело доходит до мастера повествований всех времен, истории, содержащей все истории, нам нужно отправиться в саму Вселенную.
Что мы знаем, так это то, что время началось с Большого Взрыва около 13,8 миллиардов лет назад. Это событие положило начало времени. Мы понимаем время как меру изменения. Что изменилось в начале времен, так это то, что Вселенная, какой мы ее знаем, возникла способами, которые мы до сих пор не понимаем (или, может быть, не можем) понять. Однако с научной точки зрения изменилось то, что чрезвычайно высокая плотность материи и энергии начала разбавляться расширением самого пространства - расширением, которое разворачивалось во времени и продолжается до сих пор.
Детали этого повествования зависят от того, что содержит Вселенная. Космический рецепт определяет, как изменится Вселенная во времени и какое будущее у нее будет. Есть по существу две возможности. В одном Вселенная будет продолжать расширяться вечно. Поскольку жизнь звезд конечна, в какой-то момент в далеком будущем они вымрут. Звездные трупы будут усеивать Вселенную, от медленно тлеющих белых карликов до черных дыр разных размеров.
Но здесь может быть добавлена драма, в зависимости от того, какие виды материи содержит Вселенная. Если текущий рецепт останется жизнеспособным, есть три основных ингредиента: темная материя, темная энергия и материал, из которого мы состоим - обычная материя из протонов (фактически кварков) и электронов.
Холодная смерть или уничтожение огнем
Предполагая, что нормальная материя и темная материя стабильны в долгосрочной перспективе, темная энергия контролирует будущее Вселенной. Если темная энергия, эта эфироподобная субстанция неизвестного состава, постоянна, то есть если ее плотность не меняется и она сохраняет фиксированный объем независимо от космического расширения, то расширение Вселенной будет продолжать ускоряться. В экстремальных сценариях у него может быть такое сильное отрицательное давление, что он разорвет все на части, разложив материю обратно на ее основные ингредиенты. Вместо «из праха в прах» космическая эпитафия была бы «из частиц в частицы».
Но также возможно, что темная энергия не такая, и что ее отрицательное давление со временем исчезнет, больше не подпитывая быстрое расширение Вселенной. Ускорение потеряет темп, а Вселенная сохранит потухшие звезды и их трупы, все покоящиеся далеко друг от друга - окончательное космическое одиночество. Печально то, что в космосе, где нет места для роста энтропии, материя не может реорганизоваться во что-то интересное. Это сценарий холодной космической смерти. Если ничего не меняется, само время теряет свою функцию и достигает конца.
Еще одна возможность заключается в том, что расширение замедлится. Если там достаточно материи, она может вернуться и подтолкнуть Вселенную от расширения к сжатию. В конце концов, материя, которая была рассеяна в течение миллиардов лет, сожмется обратно в небольшой объем, нагреется, достигнет сокрушительной плотности и… ну, это зависит от обстоятельств. Это может привести к Большому Сжатию, обратному Большому Взрыву; или он может достичь точки максимального сжатия, а затем отскочить наружу в новую фазу расширения. Это модель Вселенной с отскоком, в которой Вселенная чередует периоды расширения и сжатия, никогда не достигая точки бесконечной плотности или начальной сингулярности. Время продолжает идти, хотя для каждого цикла нужны новые часы. Каждый конец времени знаменует собой начало нового времени, нового цикла существования. Это немного более утешительное зрелище, чем холодная смерть, даже если каждый цикл предполагает уничтожение огнем.
Из наших нынешних космологических моделей мы узнаем, насколько нам повезло, что мы существуем именно тогда, когда это возможно. Конечно, удача здесь не при чем. Мы существуем сейчас, потому что именно тогда материя может сгуститься в мыслящие сгустки, подобные нам. В другие эпохи не было бы звезд, способных поддерживать жизнь достаточно долго, чтобы можно было догадываться о ее судьбе. Так что если время закончится, то это потому, что такие существа, как мы, тоже закончатся. Во Вселенной, где живые существа не осознают течение времени, без осознания прошлого и будущего, сама концепция существования бессмысленна. Это должно заставить нас задуматься, когда мы задумаемся о том, насколько мы малы в безбрежности космоса. Небольшой да, но, насколько нам известно, мы единственные, кто держит в уме всю космическую историю.