При взгляде с нашей удобной, гостеприимной планеты, которая кишит жизнью и богата природными красотами, остальная Вселенная выглядит враждебной, далекой, суровой и, в общем-то, не слишком важной. Однако, если смотреть с окраины Солнечной системы, наша родная планета съеживается до единственного голубого пикселя на цифровой фотографии —знаменитая голубая точка. С ближайшей звезды даже камере получше всех тех, что у нас есть на данный момент, было бы трудно заметить наш родной мир. Если же смотреть с более далеких звезд, то нас будто и вовсе никогда не существовало — наше существование, а также существование Земли и Солнца никак не влияет на далеких братьев по разуму, и отсутствие нас во Вселенной тоже никак не повлияло бы на них. А если говорить о других галактиках, то даже наша родная Галактика становится крохотной и незначительной по космическим масштабам. Подобные мысли учат смирению и показывают, насколько хрупка на самом деле наша планета. В то же время они заставляют проникнуться величием Вселенной. И, в более практической плоскости, задуматься о том, что можно там встретить и откуда все это появилось.   Одна из популярнейших практически во все периоды научной эры теорий невыносимо скучна, поскольку, если она верна, то ничего не происходит: Вселенная не имеет никакого происхождения, потому что существовала всегда. Мне, правда, кажется, что такой вариант не позволяет до конца разобраться с вопросом, поскольку необходимо объяснить еще, почему она всегда существовала. Сегодня большинство космологов думают, что вся Вселенная — пространство, время и вещество — возникла около 13,8 миллиарда лет назад. Крупинка пространства-времени возникла из ниоткуда и расширилась с необычайной скоростью. Через одну миллиардную долю секунды первоначальное неистовство улеглось достаточно, чтобы возникли фундаментальные частицы, такие как кварки и глюоны; еще через одну миллионную долю секунды эти частицы соединились, чтобы образовать более знакомые нам протоны и нейтроны. Потребовалось несколько минут, чтобы они сошлись вместе и образовали простые атомные ядра. Атомы — это ядра плюс электроны, и должно было пройти еще 380 000 лет, чтобы к уже существующей смеси добавились электроны и возникли атомы простейших элементов: водорода, гелия и дейтерия. Только после этого вещество начало образовывать сгущения под действием гравитации, и со временем появились звезды, планеты и галактики. Космологи рассчитали этот график с большой точностью и необычайными подробностями. Этот сценарий и есть знаменитый Большой взрыв — такое название, с некоторым оттенком сарказма, пустил в оборот Фред Хойл.  Когда Эйнштейн в 1915 году опубликовал общую теорию относительности, он быстро понял, что  модель Вселенной не может быть стабильной. Под действием гравитации стационарная Вселенная непременно сколлапсирует, независимо от того, вращается она или нет. В его расчетах фигурировала сферически симметричная Вселенная, но интуитивно было понятно, что та же проблема ожидает любую стационарную релятивистскую Вселенную. Эйнштейн искал выход и в 1917 году опубликовал новые результаты. Он добавил в свои уравнения поля дополнительный математический член —  постоянную Λ (заглавная греческая буква «лямбда»), позже получившую название космологической постоянной. Это слагаемое заставляет метрику расширяться, и при тщательной подгонке постоянной Λ это расширение в точности компенсирует гравитационный коллапс. В 1927 году по умолчанию считалось, что Вселенная всегда существовала примерно в нынешнем ее виде. Она просто была, она ничего не делала. В точности как стационарная Вселенная Эйнштейна. Принять концепцию расширяющейся Вселенной, если прежде ты считал Вселенную вечной и неизменной, было непросто. Оказывается, что всего, что есть во Вселенной, должно каким-то загадочным образом становиться все больше и больше. Но откуда это все должно браться?   Если отыграть расширяющуюся Вселенную назад во времени, то все сожмется в точку. Теперь, вновь запуская время в нормальном направлении, мы видим, что Вселенная должна была начаться с точки. Поскольку время родилось с Большим взрывом, нет никакой логической необходимости говорить о том, то происходило «до того». Никакого «до того» не было. Физика была готова к этой радикальной теории, поскольку квантовая механика показывает, что частицы могут возникать спонтанно из ничего. Если это может делать частица, то почему не Вселенная? Если на это способно пространство, то почему не время? Космологи и сегодня считают, что по существу это верно, хотя они уже начинают сомневаться, действительно ли можно «до того» так легко отбросить. Подробные физические расчеты позволяют построить сложную и очень точную хронику, согласно которой Вселенная возникла 13,8 миллиарда лет назад как точка и с тех пор непрерывно расширяется. Одна из самых загадочных черт Большого взрыва заключается в том, что отдельные галактики и даже гравитационно связанные скопления галактик не расширяются. Мы можем оценить размеры далеких галактик, и статистическое распределение размеров среди них примерно такое же, как и среди близлежащих галактик. Наблюдаются гораздо более странные процессы. Меняется шкала расстояний пространства. Галактики расходятся друг от друга прочь, потому что между ними появляется новое пространство, а не потому, что они разлетаются в противоположных направлениях в каком-то фиксированном пространстве.  Чтобы понять, почему это имеют смысл, мы должны чуть лучше разобраться в теории относительности. Да, она запрещает материи двигаться быстрее света, но этот предел берется по отношению к окружающему пространству. Однако теория относительности не запрещает пространству расширяться быстрее света. Так что некая область пространства вполне могла бы превысить световой предел, тогда как материя внутри этой области сохраняла бы скорость ниже скорости света по отношению к вмещающему ее пространству. Мало того, материя вообще могла покоиться относительно окружающего ее пространства, в то время как само пространство расширялось бы куда-то со скоростью, в 10 раз превосходящей скорость света. В точности как мы можем мирно сидеть, попивать кофе и почитывать газету внутри пассажирского самолета, летящего со скоростью 700 километров в час. Возможно, за обдумыванием всего этого вам захочется выпить кофе и почитать газету. А вот еще одно забавное следствие. Согласно закону Хаббла, у далеких галактик красное смещение больше, так что они должны двигаться быстрее. На первый взгляд это противоречит метрике Фридмана — Леметра — Робертсона — Уолкера, которая предсказывает, что расширение с течением времени должно замедляться. Но, опять же, мы должны думать релятивистски. Чем дальше находится галактика, тем больше времени нужно свету, чтобы дойти до нас. Ее нынешнее красное смещение соответствует ее скорости тогда. Поэтому из закона Хаббла следует, что, чем дальше в прошлое мы заглядываем, тем быстрее пространство тогда расширялось. Иными словами, первоначально расширение было стремительным, но затем замедлилось. Это вполне разумно, если считать, что все расширение Вселенной придал начальный Большой взрыв. Когда Вселенная начала расти, ее собственная гравитация начала противодействовать этому процессу и тянуть ее обратно. Наблюдения указывают, что примерно до 5 миллиардов лет назад именно так и происходило. Расчеты основываются на законе Хаббла, который гласит, что скорость расширения растет на 218 километров в час на каждый дополнительный миллион световых лет расстояния. То есть скорость расширения увеличивается на 218 километров в секунду с каждым миллионом лет в прошлое; это значит, что каждый миллион лет после Большого взрыва она снижалась на 218 километров в секунду. Замедление расширения Вселенной, судя по всему, уже прекратилось, и теперь расширение вновь ускоряется.  Несколько лет назад, когда мы с семьей путешествовали по Франции, мы обратили внимание на забавную вывеску — Restaurant Univers (ресторан «Вселенная»). В отличие от выдуманного Дугласом Адамсом «Ресторана на краю Вселенной», навечно замершего на самом краю конечной точки пространства и времени, это была совершенно нормальная кафешка при отеле «Вселенная». Который, в свою очередь, был совершенно нормальным отелем в Реймсе и находился в идеально правильной точке пространства и времени для четырех усталых и голодных путешественников. Научный вопрос, послуживший движущей силой для выдуманного Адамсом ресторана, звучал так: «Как закончится Вселенная?» Вероятно, не рок-концертом космологических масштабов, как считал он. Возможно, человечество и заслужило такой конец, но, может быть, все же не стоило бы навлекать такую страшную кару на другие цивилизации, которые могут оказаться рядом. Возможно, Вселенная вообще никогда не закончится. Она могла бы расширяться вечно. Но в этом случае все постепенно сойдет на нет, галактики будут отдаляться друг от друга до тех пор, пока свет не потеряет способность преодолевать расстояние между ними, и тогда мы останемся дни в холоде и темноте. Впрочем, по мнению Фримена Дайсона, сложная «жизнь» могла бы продолжить существование, несмотря на так называемую «тепловую смерть» Вселенной. Но это была бы очень медленная жизнь. В менее печальном для поклонников фантастики варианте Вселенная могла бы коллапсировать, повторив в обратном порядке процесс Большого взрыва и расширения. Она могла бы даже коллапсировать обратно в точку. Или ее конец мог бы оказаться более удручающим — Большим разрывом, при котором материя распадается, по мере того как темная энергия рвет ткань пространства-времени. Это может оказаться окончательным Концом. Но можно допустить также, что после коллапса Вселенная могла бы возродиться вновь. Это уже теория осциллирующей Вселенной. Возможно, фундаментальные физические константы после сжатия и начала нового цикла окажутся чуть другими; некоторые физики думают именно так. Другие так не считают. Может быть, от нашей Вселенной отпочкуются детки, во всем похожие на свою мать или совершенно иные. А может, и нет.  Мы можем только рассуждать о конце всех вещей —или не всех, как вполне может оказаться.           Иэн Стюарт.  Математика космоса