Во все времена ученые двигались по дороге исследований на двухколесном велосипеде. Его переднее колесо представлено свойственным человеку любопытством, заставляющим взрослых людей с детской непосредственностью задаваться вопросами "как?" и "почему?". Заднее же, о чем ни сами ученые мужи, ни далекие от науки люди говорить не любят и не умеют - это извечный страх смерти, за границей которой лежит непредсказуемая и невозможная для исследования неизвестность. Нет-нет, но каждый человек пытается предугадать, что ждет его после окончания отведенного ему срока. Кто-то находит утешение в религии, что-то в обеспечении будущего своим детям, ученые же, оседлав свой велосипед, стараются заглянуть дальше пределов собственных жизней. И спрогнозировать судьбу целого мира, в котором мы все живем - нашей Вселенной.
Что касается ее рождения, в большинстве научных сообществ превалирует одна космогоническая теория - Теория Большого Взрыва. Но относительно ее конца гипотез гораздо больше - три основных и с десяток поменьше, различающихся по пропорциям оптимистичности и космического ужаса в этом коктейле.
Согласно первой из основных трех теорий, Вселенная живет и развивается согласно правилам любой термодинамической системы. Вселенная, пройдя все этапы эволюции, однажды исчерпает свои запасы энергии, которые остаются одинаковым вне зависимости от объема Вселенной. Не останется пороха для разжигания новых звезд, а материя будет представлять собой хаотично движущиеся элементарные частицы, энергообмена между которыми не происходит. Эта теория носит название "Неизбежная тепловая смерть Вселенной".
У этой гипотезы есть и ребенок, имя которому "Тепловая смерть Вселенной из-за черных дыр". Согласно одному популярному мнению, большая часть материи во Вселенной сосредоточена вокруг черных дыр. В центре большинства галактик, в том числе и нашей - Млечного Пути - расположена сверхмассивная черная дыра. Это такая область пространства-времени, гравитационное притяжение которой столь сильно, что ее не могут покинуть даже объекты, движущиеся со скоростью света (включая кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий. Со временем дыры поглотят большую часть материи Вселенной. Этих мрачных супер-звезд время от времени будут фотографировать папарацци еще не попавших под их влияние объектов при достаточном к ним приближении для испускания энергии. Когда такие фотографы закончатся, останутся только гравитационные колодцы посреди черного ничто. Более крупные дыры будут поглощать дыры поменьше. Со временем границы этой огромной черной дыры начнут покидать отдельные фотоны (это излучение называется излучением Хокинга). С каждым новым сбежавшим фотоном масса черной дыры будет уменьшаться, что приведет к еще большему потоку беженцев. В определенный момент гравитация больше не сможет удерживать их под горизонтом событий, и черная дыра взорвется.
Впрочем, этот ребенок-теория входит в состав более исчерпывающей модели эволюции Вселенной. Она подразумевает деление истории развития Вселенной на эпохи. Нынешняя носит название "Эпоха звезд" и характеризуется активным рождением новых звезд. Закончится она, когда галактики исчерпают все запасы межзвездного газа (их строительного материала). Далее Вселенную ждет "эпоха распада". Если основными объектами предыдущего этапа являются звезды наподобие нашего Солнца, то новому этапу свойственны коричневые и белые карлики, а также небольшое количество нейтронных звезд и черных дыр. Подробнее эти объекты мы рассмотрим в дальнейших статьях, но всех карликов объединяет две общие черты - высокая плотность и маленький размер. Обычных звезд больше нет, так как перечисленные объекты - это конечный этап их эволюции, обусловленный массой и размером звезд. На смену главенствующего в эпоху звезд процессу горения водорода, которое теперь имеет место только внутри коричневых карликов, приходит процесс аннигиляции (процесс превращения частицы и античастицы в какие-либо иные частицы, отличные от исходных) черной материи и распад протонов. Следующий эпохой является "эпоха черных дыр", где все вещество представляет собой бульон из элементарных частиц. Механизмы этого этапа описаны в абзаце выше. Хотя возможен и другой сценарий развития событий - разогревание сверхмассивной черной дыры до планковской температуры и достижение ей планковской плотности, за которыми последует новый Большой Взрыв. И, наконец, последняя эпоха - это "эпоха вечной тьмы. Чистое время, лишенное каких-либо источников энергии. Сохранились только остаточные продукты всех предшествующих процессов: фотоны, нейтрино, электроны, позитроны и кварки.
Еще одна маленькая, но любопытная, теория конца Вселенной касается как раз времени. Если предположить, что время бесконечно, то любое событие произойдет со 100-процентной вероятностью бесконечное количество раз согласно теории Пуанкаре. Но, таким образом, само время должно однажды остановиться. Все замерзнет и остановится, как снимок или слепок, неизменное в своей форме навсегда. Псевдобессмертие прекрасной скульптуры, замершее в единственном моменте, лишенное и будущего, и прошлого.
Однако, остаются еще две основных теории конца Вселенной. Это "Большой разрыв" и "Большое сжатие". Первая из них говорит о том, что в настоящее время Вселенная продолжает свою эволюцию, постепенно расширяясь под действием сил гравитации. Если скорость расширения Вселенной будет нарастать, то сила, ее расширяющая, с определенного момента превысит гравитацию. Галактики и звездные скопления будут уплывать все дальше и дальше друг от друга на постели под бельем черного ничто. В своем одиночестве они разорвутся вначале на отдельные объекты - планеты, газ, заезды - а потом и вовсе на атомные и субатомные частицы. Вселенная придет в состояние равномерного, безразличного и холодного равновесия, внутри которого частицы будут сталкиваться, не обмениваясь энергией, случайно и хаотично.
Противоположностью этой теории является модель "Большого сжатия". Если темпы расширения Вселенной замедляются, то в будущем оно прекратится и начнется ее сжатие, пока ее радиус не станет в 5 раз меньше современного. Тогда все скопления во Вселенной образуют единое мегаскопление, но галактики не потеряют своей индивидуальности и продолжат жонглировать рождениями и умираниями звезд. Но и этому придет конец, когда Вселенная сожмется еще в 20 раз и станет в 100 раз меньше, чем сейчас. Температура реликтового фона (равномерно заполняющего Вселенную теплового излучения, возникшего в период первичной рекомбинации водорода) будет постоянно расти, затмевая излучение центральных светил. Дальнейшие события будут напоминать те, что происходили во время Большого Взрыва, но в обратном порядке, пока не перестанут работать законы известной физики.
Здесь рождается еще один ребенок-теория, зовущийся теорией "Большого отскока". Она является продолжением теории "Большого сжатия", которого, согласно ей, должно быть достаточно для нового Большого взрыва. Таким образом, Вселенная пульсирует в своих состояниях и размерах, и, возможно, мы живем не в первой ее итерации, а в четырехсотой.
Существует еще несколько небольших теорий, таких как теория временного барьера (если времени не существует, то законы физики бесполезны в бесконечном пространстве, а, значит, существует некая граница) и так называемое "событие вакуумной нестабильности" (Вселенная существует в принципиально нестабильном состоянии и однажды "упадет" с этой грани, и в какой-то момент во Вселенной появится постоянно расширяющийся вакуумный пузырь, уничтожающий все на своем пути). Наиболее оптимистичной из них, не ввергающей сознание что ученого, что обывателя, в бездны безрадостной предопределенности, когда никто не в силах ничего изменить (что делает с нами теория Большого сжатия), является сценарий "этого не будет". Согласно нему, мы живем в мультивселенной. Одна из них закончит свое существование большим сжатием, другая - тепловой смертью, третья - большим разрывом, четвертая и пятая - неизвестными нам способами. Главное же в этой теории то, что наш мир - это всего лишь одна из многих таких Вселенных. И даже если она превратится в фотонный корм для голодных львов из клетки пустоты между Вселенными, то в других мирах жизнь не закончится и продолжит свое развитие, ведь количество новых Вселенных всегда будет больше, чем старых.