Чи зможуть вчені в дуже далекому майбутньому встановити, з чого почалося наше світобудову?
Великий вибух і походження Всесвіту, Сонячної системи і звичайно ж Землі є наріжними питаннями як у фізиці, так і в інших науках. Однак, не меншу значимість для вченого світу становлять і питання кінця світу. У найближчому майбутньому, приблизно через 5 млрд років, наш родимий Чумацький Шлях і його найбільша сусідка в місцевій групі галактик, туманність Андромеди, зіллються в єдину галактику Мілкомеду (Milky Way + Andromeda). Скільки-небудь масивні зірки давним-давно випалять термоядерне паливо і перетворяться на чорні діри, нейтронні зірки або білі карлики. Тому популяція стабільних світил Мілкомеди буде здебільшого представлена червоними карликами, здатними протягнути кілька трильйонів років. Правда, залишаться і згустки космічного газу, які за відповідних умов зможуть дати початок новим зіркам, навіть таким масивним, як Сонце. Тим цікавіше розглянути теорії походження Всесвіту на прикладі її майбутньої галактики.
Припустимо, що десь у Мілкомеді на планеті Х виникло розумне життя, що створила технологічну цивілізацію. Припустимо, що ці істоти оволоділи квантовою механікою, ядерною фізикою, релятивістською теорією тяжіння та іншими точними науками на нашому нинішньому рівні. Ніщо не завадить їм обзавестися апаратурою для дослідження Мілкомеди. Але чи зможуть вони створити поряд з астрономією та астрофізикою ще й наукову космологію, що пояснює зародження та еволюцію світобудови? І якщо зможуть, то яким буде походження всесвіту відповідно до цієї цивілізації?
Гіпотези походження всесвіту часом і самі спрямовуються в космос своїм різноманіттям
Без слідів
На перший погляд, це неможливо - просто через відсутність фактичних даних. Справа в тому, що якщо фізика походження всесвіту влаштована так, як кажуть сучасні теорії, і наш Всесвіт, згідно з ними, і далі буде розширюватися з тим же прискоренням, як в останні 6 − 7 млрд років, - всі зоряні скупчення, що не належать місцевій групі, підуть далеко за горизонт подій і тому виявляться недоступними для спостережень. Вченим майбутнього з планети Х не варто розраховувати і на такий збагатив земну астрономію аналіз космічного реліктового випромінювання. Через трильйон років характерна довжина його хвиль, яка зараз вимірюється міліметрами, збільшиться в 1029 разів і знову-таки перевищить радіус горизонту подій. Чи не виявиться так, що якщо у мешканців планети Х і виникне космологія, то тільки міфологічна?
Втеча з Мелікомеди
Відповідь на це запитання можна знайти в статті професора астрономії Гарвардського університету Аві Льоба «Cosmology with Hypervelocity Stars», опублікованій в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Теорії походження всесвіту і в наш час непросто пов'язати з її фізикою. Однак Льоб вважає, що астрономи далекого майбутнього зможуть все ж шляхом спостережень визначити щільність енергії космічного вакууму (так звану темну енергію), а також з'ясувати кількісні характеристики розподілу хмар космічного газу, зірок і частинок темної матерії всередині Мілкомеди. У принципі, цієї інформації цілком достатньо для відтворення історії Всесвіту аж до епохи Великого вибуху.
Нинішні астрономи впевнені що їхнім майбутнім колегам вдасться наукова теорія походження всесвіту аж до Великого вибуху
Як же вчені планети Х отримають потрібні відомості? На думку професора Льоба, моделі походження всесвіту, в прямому сенсі, утворюються з космосу. Астраноми майбутнього зможуть представити їх, спостерігаючи рух зірок, що розривають гравітаційні шляхи Мілкомеди і йдуть у відкритий космос. В останні роки такі світила були виявлені в нашій Галактиці. Це надшвидкісні зірки, hypervelocity stars, згадані в заголовку статті Льоба. Вони розганяються в полі тяжіння чорної діри, розташованої в центрі Чумацького Шляху, набуваючи швидкості близько 1000 км/с, достатні для виходу в міжгалактичний простір. Резонно припустити, що надшвидкісні зірки час від часу будуть з'являтися і в Мілкомеді, причому з тієї ж причини, адже фізика походження всесвіту залишається незмінною і через мільярди років.
Плюс трохи теорії
Зрозуміло, зірку-втікачку пригальмовуватиме тяжіння Мілкомеди. Однак на дуже великих дистанціях воно ослабне настільки, що перестане перешкоджати захопленню зірки розширенням Всесвіту. Це означає, що радіальна швидкість зірки відносно центру Мілкомеди спочатку впаде, а потім почне зростати. Астрономи планети Х цілком зможуть відстежити ці зміни на доплерівських зрушеннях спектральних ліній зіркового випромінювання (правда, їм доведеться запастися терпінням, оскільки зміни знака прискорення типової бродячої зірки доведеться чекати не менше пари мільярдів років). Новий-старий всесвіт отримає матеріал для відповіді на питання про походження життя.
Еволюція всесвіту і спостереження за нею, а також створення наукових теорій - ось те спільне, яке ріднить сьогоднішніх вчених з майбутніми
А далі настане черга теоретичного аналізу. На основі отриманих даних вчені зможуть вирахувати як щільність вакуумної енергії, так і середню щільність матерії Мілкомеди. Використовуючи математичний апарат астрофізики (до якого їм, природно, доведеться дійти своїм розумом), вони будуть в змозі змоделювати процеси зіркової еволюції і визначити як вік Мілкомеди, так і вік Всесвіту. Їм навіть вдасться зрозуміти, що розширення космічного простору спочатку сповільнювалося гравітацією, а потім прискорилося енергією вакууму. Створивши кілька версій походження всесвіту, вчені майбутнього додумаються і до гіпотези Великого вибуху. Розвинувши її вони реконструюють саму ранню історію і еволюцію Всесвіту (для цього, звичайно, їм доведеться застосовувати пізнання в області ядерної фізики і фізики елементарних частинок). Як підкреслює Аві Льоб, можна сподіватися, що і в дуже далекому майбутньому розумні істоти зможуть не тільки творити міфи про походження світу, а й конструювати абсолютно наукові космологічні моделі.