Большое космическое путешествие - страница 153
Роберт Колдуэлл, Марк Камёнковски и Невин Вайнберг выдвинули радикальную версию о том, что значение w может быть ниже –1. Этот феномен они назвали фантомной энергией. В таком случае должна порождаться энергия вакуума, увеличивающаяся со временем по мере расширения Вселенной. Расширение становится лавинообразным, и в будущем возникает сингулярность (Большой разрыв), которая разорвет на части галактики, звезды и планеты, возможно, в ближайший триллион лет. Такая «фантомная» энергия требует отрицательной кинетической энергии при скатывающемся движении поля, контролирующего темную энергию. Мне такой вариант кажется маловероятным по физическим соображениям. При таком сценарии наблюдаемая сегодня темная энергия должна совершенно не походить на «раннюю» темную энергию, существовавшую на этапе инфляции. Итак, пусть такая возможность и сохраняется, она кажется менее вероятной, чем два предыдущих сценария. Но многие физики воспринимают «фантомную энергию» вполне серьезно.
Как я рассказывал в главе 23, наилучшая современная оценка w (полученная исследовательской группой «Планка» на основании всех имевшихся данных, в том числе из Слоановского небесного обзора неба) составляет w0 = –1,008 ± 0,068. Примечательно, что в пределах погрешности это значение согласуется с простым –1 (приближенным значением эйнштейновской космологической постоянной), а значит, наблюдения свидетельствуют, что мы «лежим на дне долины». Этот результат замечательно подкрепляет общую идею о том, что темная энергия соответствует состоянию вакуума с положительной энергией и отрицательным давлением. Однако имеющиеся наблюдения по-прежнему не позволяют разграничить те модели, в которых мы просто лежим на дне, от тех, где мы медленно катимся вниз (или вверх) по склону. В двух последних случаях w будет близким к –1, но все-таки иным, чуть выше или чуть ниже. Если будущие высокоточные измерения w однозначно покажут, что значение w отличается от –1, то мы сможем определиться, с каким именно феноменом имеем дело: с медленным скатыванием темной энергии или фантомной энергией. Но если с оптимизацией измерений и постепенным устранением неточностей мы по-прежнему будем убеждаться, что w = –1 в пределах погрешности, то вполне можем объявить триумф модели «лежим в долине». Сейчас реализуется ряд экспериментальных программ, призванных в будущем снизить погрешность при измерении w более чем на порядок; есть надежда, что эти программы помогут понять, какова будет окончательная судьба Вселенной.
Я изложил наиболее вероятные с современной точки зрения версии о том, что ждет Вселенную в будущем. Но что насчет нашего будущего во Вселенной? Что может произойти с нами? Как сложится в будущем судьба нашего вида Homo sapiens? На этот вопрос очень хотелось бы ответить.
Во-первых, хотел бы отметить, что мы живем в весьма тепличную эпоху. Вселенная уже достаточно остыла, чтобы стать обитаемой, прошло достаточно времени, чтобы успели сформироваться углерод и другие элементы, необходимые для жизни, звезды ярко светят, обеспечивая нас теплом и энергией. В эту эпоху есть надежда повстречать во Вселенной разумных наблюдателей. Когда звезды угаснут, разумной жизни придется гораздо тяжелее. Заглянув в табл. 24.1, мы увидим, что живем в жизнепригодную эпоху. Слабый антропный принцип, идея, выдвинутая Робертом Дикке, а позже точно сформулированная Брэндоном Картером, гласит, что разумные наблюдатели, естественно, должны ожидать, что окажутся в жизнепригодных точках Вселенной и в тот период ее истории, когда она подходит для обитания. (По логике, в непригодную для жизни эпоху попросту не существовало бы никого, кто мог бы ставить такие вопросы!) Действительно, мы существуем в апогее максимально тепличной эпохи в истории Вселенной.
Но поскольку пока мы – единственная известная разумная форма жизни во Вселенной, хотелось бы знать, какова ожидаемая долговечность человеческого вида в целом. Как осмыслить такой вопрос?
В 1969 году я побывал у Берлинской стены, разделявшей две части города, относившиеся соответственно к Западной и Восточной Германии. На тот момент люди гадали, сколько простоит Берлинская стена. Некоторые считали, что это временная помеха и скоро она падет. Но другие полагали, что стена останется перманентным атрибутом современной Европы.
На рис. 24.1 – моя фотография 1969 года. Я стою возле стены. Чтобы оценить потенциальную долговечность стены, я решил применить принцип Коперника. Главное помнить: я ничем не примечателен. Я только что приехал в Европу после колледжа – тогда еще можно было «побывать в Европе за 5 долларов в сутки». Я пришел посмотреть на Берлинскую стену просто потому, что оказался в Берлине и тогда там стояла стена.
Рис. 24.1. Рич Готт у Берлинской стены в 1969 году. Правой ногой я стою в Восточном Берлине, левой ногой – в Западном Берлине. Берлинская стена возвышается за мной. Снимок из архива Дж. Ричарда Готта
Я мог наблюдать любой момент в ее истории. Но если мой визит не случаен, то он должен прийтись на какой-то конкретный момент между постройкой и сносом стены. (Конец наступит, когда стена рухнет либо когда не останется никого, кто мог бы ее увидеть, – в зависимости от того, что наступит раньше.) В таком случае должна быть примерно 50-процентная вероятность, что я нахожусь где-то в средней половине ее существования. Две четверти срока прошло до моего прихода, еще две четверти пройдет после. Если бы я пришел к ней на в начале этой средней половины, то у меня в прошлом осталась бы 1/4 ее истории, а 3/4 лежало бы в будущем. В таком случае ожидаемая долговечность стены была бы втрое больше, чем ее история. Напротив, если бы я оказался в финале срединных 50 %, то 3/4 ее истории было бы в прошлом, а 1/4 оставалась бы в будущем. Поэтому будущее составляло бы 1/3 от прошлого.
