← На головну

Кінець світу та майбутнє Всесвіту. Науково-популярна лекція.

Опубліковано: 2026-05-05

Кінець світу та майбутнє Всесвіту. Науково-популярна лекція.

Шановні глядачі, я вас вітаю. В минулих лекціях своїх я вже багато розповідав про те, як влаштований наш світ. Я розповідав про природу часу, я розповідав про квантову механіку, про теорію великого вибуху, як народився наш всесвіт. Я розповідав, як от з тієї первинної сингулярності виникли всі зорі, всі атоми, всі галактики тощо. І врешті-решт, як виникла та сама свідомість, яка здатна задавати питання, як це все виникло. Якщо ми послідовно думаємо в межах науковості, то ми неминуче маємо поставити наступне запитання. Якщо наш світ має історію, а він її має. Якщо він колись 13,7 млрд років тому назад народився. Якщо він весь час еволюціонує, змінюється. То чи має він свій кінець? І якщо так, то який сам? Протягом багатьох тисяч років кінець світу думався як певний такий нефізичний процес, а якась така моральна подія. Це був не наслідок фізичних рівнянь, а наслідок якогось вищого суду. Якщо ми, наприклад, згадаємо скандинавську міфологію, це Рагнарьок. Це космічна битва, у якій всі боги гинуть, в якій руйнується наш світ для того, щоб потім народитися знов. Це якась там космічна вендетта. Боги б'ються з чудовиськами, вогонь палить дев'ять світів і лише потім з цього нового океану піднімається нова чиста земля. Якщо ми кажемо про авраамістичну традицію, то це певний лінійний фінал. Це апокаліпсис. Це судний день. Це Армагеддон. Це інвентаризація моралі. От вся історія нашого світу почалася з волі творця. І завершується теж його втручанням. Це результат, це підсумки, це фінальна крапка в часі як такому в історії нашого світу. У багатьох інших культурах це щось таке: вогонь, потоп, темрява, кінець. Це якась кара за гріхи. Це завершення певного циклу. І е-е ключовим є те, що в усіх цих сценаріях світ закінчується через якусь волю, через намір, через моральну оцінку, через суд, через добро, через зло. Е-е якщо ми кажемо про сучасну масову культуру, то вона певним чином успадкувала цю ідею, але вона замінила оцю ідею боїв якимись там спецефектами. І е-е зараз, мабуть, ідея кінця світу є чи не однією з найбільш популярних і найулюбленіших в Голлівуді, в науково-фантастичному кіно. Ну, хоча слово науково тут більше декоративне, і мені, як фізику, часто-густо, ну, просто фізично боляче дивитися на те, що називається науково-фантастичним кіном про кінець світу. Ну, от давайте проведу проведемо кілька прикладів. От відомий блокбастер 2012. Весь сюжет цього фільму базується на тому, що нейтрино від сонячного спалаху якось мутували і почали розігрівати ядро Землі. Це взагалі як? Нейтрино - це беззарядові лептони. Вони не взаємодіють майже ніяк, крім слабкої гравітаційної взаємодії. Це частинки-привиди. Прямо зараз крізь кожен квадратний сантиметр мого тіла проходять мільярди нейтрино. Вони не помічають ані вас, ані мене, ані Землю, ані Сонця. Щоб нейтрино почали розігрівати ядро нашої Землі, особливо там до стану плавлення мантії, це всі фундаментальні взаємодії нашого світу повинні змінитися на десятки порядків. Це все одно, що там спробувати закип'ятити океан, кидаючи до нього там одну сніжинку раз на 1000 років. Тобто це це безглуздо. Таке враження, що сценаристи просто взяли певних наукових термінів, об'єднали їх якусь там наукоподібну ахінею і зробили гарне про це кіно. Ну, окей. Голлівуд і наука це часто протилежні за змістом поняття. Або ще один дуже відомий фільм Армагеддон. Гігантський астероїд розміром з Техас летить до Землі. Люди помічають невідомо чому це лише за кілька днів. І замість того, щоб за багато років змінити його траєкторію, люди відправляють туди якихось бурильників. Ну, звичайно, що бурильників перетворити на космонавтів це значно простіше, ніж астронавтів дійсно навчити бурити. І от вони повинні туди прилетіти і там всередині підірвати ядерну бомбу. >> [прочищення горла] >> Розколоти астероїд такого розміру одним ядерним зарядом це все одно, що підірвати хмарочос петардою. І навіть, якщо ми розколемо його, ну, це не один заряд, це повинна бути вся ядерна зброя людства і те не факт, що допоможе, то ми замість одного камінця отримаємо два уламки, які летять за тим самим курсом. Закон збереження імпульсу ніхто не скасовував. Щоб змінити вибухом траєкторію такого астероїда, нам потрібно в тисячі разів більше ядерних зарядів, ніж все людство має станом на зараз. >> [сопіння] >> Я десь читав, що NASA використовує цей фільм для тренувань, треба при його перегляді знайти як можна більше помилок. Здається, їх там вже знайшли більше, ніж півтори сотні. Тобто, науковість там не нульова, а від'ємна. Ну, але людям подобається. Це був найкасовіший фільм року. Може це особиста моя профдеформація, але в мене такі шедеври і любов до них людства викликає лише певну сум. Або ще один кліматичний шедевр Післязавтра, The Day After Tomorrow. От це це приклад кліматичного абсурду. Там льодовиковий період, який настає абсолютно раптово. От, е-е, фільм пропонує нам повірити, що холодне повітря з верхніх шарів атмосфери, там, якось з тропосфери опускається вниз і миттєво заморожує будь-яку людину до кісток. І знов-таки, це абсолютна, з точки зору науки, несенітниця. По-перше, при опусканні повітря стискається і, відповідно до зрозумілих законів термодинаміки, воно повинно нагріватися. По-друге, теплоємність повітря неймовірно мала. Воно просто не здатне отримати стільки енергії за секунду, щоб когось отак от миттєво заморозити. Ідея про те, що кліматична система з колосальною інерцією може перебудуватися за добу, це не наука, це знов-таки казка. Це казка для тих, хто вважає, що холодильник працює за допомогою магії, що там живуть якісь магічні, е-е, ремляни, які роблять, відповідно, чародійство, перетворюючи тепло на холод. Так, клімат змінюється, це факт. Наукова спільнота не сумнівається, що глобальна зміна клімату реально існує, але не за кілька днів до льодовикового періоду. Реальні кліматичні системи мають інерцію в масштабах десятиліть, століть. І не існує такого механізму, який би здатен був заморозити там всю Землю чи півземлі за одну ніч. Або ще один приклад фільму, теж дуже гарний, Пекло, Саншайн. Сонце раптово [прочищення горла] починає гаснути, бо в ньому там застрягла якась екзотична частинка і ми туди веземо бомбу розміром з Манхеттен, щоб його перезавантажити. Ну, знов-таки, абсурд. Сонце - це гравітаційний реактор, який має масу там 10 в 30 кг. Всі ядерні арсенали Землі для Сонця - це навіть там не укуска махи, це це менше, ніж ніщо. І зорі взагалі не гаснуть просто так. У кожної зорі є свій життєвий цикл. Цей цикл триває мільярди років. Він чітко прописаний законами ядерної фізики. Така зоря, як наше сонце, просто фізично не може припинити термоядерні реакції без фундаментальної зміни свого складу або якось взаємодії. Ну, єдине, що радує з науковістю таких фільмів, що часто вони провалюються в прокаті, як цей фільм, так що не завжди науковість викликає захоплення людей. Ех. Так що так. Е-е, кіно про кінець світу - це видовищно, це драматично, але це не наука. Це не фізика. Майже всі ті сценарії, вони повністю ігнорують масштаб енергії. Вони повністю ігнорують шкалу часу. Вони повністю іг- ігнорують всі фундаментальні обмеження, які накладають на нас світ, рівняння гравітації, термодинаміки, квантової механіки тощо. Фізика теж розглядає, як закінчиться історія нашого світу, але вона робить це зовсім і зовсім по-іншому. От, якщо ми відкинемо от міфи, якщо ми відкинемо всі ті голлівудські спецефекти, >> [сміх] >> якщо прибрати моральну інтерпретацію, якщо прибрати всю цю художню гіперболу і поставити замість них чіткі рівняння, от рівняння Фрідмана, рівняння еволюції всесвіту, другий закон термодинаміки, закон зростання ентропії, стандартну модель елементарних частинок, яка класифікує всі частинки нашого світу, то кінець світу - це вже не якась раптова подія, а це цілком передбачувальний фізичний процес. І будь-який фізичний процес має завжди має завжди параметри і має завжди чітку часову шкалу. І от саме сьогодні ми послідовно, крок за кроком, розглянемо, що ж насправді сучасна наука думає про можливі кінці нашого світу від майже гарантованих подій, які з ймовірністю майже 100% стануться, це і еволюція сонця, це і перетворення сонця на червоний гігант, його зникнення, І до космологічних гіпотез на кшталт там великого розриву чи вакуумного розпаду, які в принципі можуть змінити повністю структуру нашої реальності. І ми побачимо в цій лекції, що найбільш радикальні сценарії народжуються навіть не в фантазії голлівудських сценаристів, а з рівнянь фізики. І питання, як загине світ, це насправді продовження іншого питання, як наш світ влаштований. Але перед тим, як перейти до питання про кінець світу, ми повинні поставити інше запитання, а що саме ми називаємо світом і що означає його кінець? Бо якщо ми не дамо це визначення, то і аналіз повноцінний теж не зможе бути проведений. Під кінцем світу можна мати на увазі зовсім різні речі. Можна, наприклад, мати на увазі кінець людської цивілізації або зникнення життя взагалі на Землі. Або руйнування самої Землі. Або руйнування всієї Сонячної системи. Або руйнування взагалі галактики. Чи руйнування самого простору-часу. І у кожного з таких сценаріїв є принципово різні масштаби енергії, принципово різна глибина фізичних змін і принципово різна часова шкала. І е-е я одразу хочу зробити наголос, що я не розглядаю сценарії, які пов'язані з діяльністю людини. Це, звичайно, що може бути там ядерна війна. Це може бути якась біологічна, біотехнологічна катастрофа. Це може бути захоплення світу штучним інтелектом, Skynet, щось таке. Це може бути соціальний колапс. Я це не розглядаю. Це серйозні події, так, але вони залишаються процесами людської історії. А мене більше цікавить саме фізичні механізми, які ніяк не залежать від нашої волі, від нашого бажання, а які трапляються саме за законами природи. Якщо прийняти таке обмеження, то всі можливі сценарії кінця світу можна розподілити на три великі групи. При чому ця класифікація саме і відображає масштаб енергій, глибину змін, які відбуваються і часову шкалу цих процесів. Перша група сценаріїв це планетарні сценарії. Це сценарії, масштаб яких приблизно з нашу Землю, ну або найближчі космічні об'єкти. Вони розгортаються, як правило, в інтервалах від мільйонів до максимум кількох мільярдів років. Це ті процеси, які ми здатні описати з дуже високою точністю. Вони базуються на чудово визначеній астрофізиці, геофізиці, небесній механіці тощо. І саме ті сценарії, ну, принаймні теоретично, можуть залишати простір для якогось там втручання пророзвинутої цивілізації, якщо вона, звичайно, що існуватиме достатньо довго. Друга група це зоряні і галактичні сценарії, у яких задіяні вже не окремі планети, не окрема Земля, а сама зірка, зоряне скупчення або навіть галактика. І часовий масштаб тут вимірюється сотнями мільярдів, мільярдами і десятками мільярдів років. Енергетика тут значно більша. Людський фактор тут стає статистично незначним, ну, хіба що люди майбутнього якось переважать нас на багато порядків. І нарешті третя група сценаріїв це фундаментальні космологічні сценарії. Тут змінюється не просто якась там окрема частина Всесвіту, а базові властивості світу, от сама геометрія простору-часу, сам стан вакуумних полів, стабільність елементарних частинок, характер темної енергії, тобто найбільш фундаментальні закони світобудови. Якщо ми кажемо про часові межі таких уявлень, то вони досягають величин, які значно перевищують вік самого Всесвіту на на порядки, на десятки, на сотні порядків. А іноді взагалі не мають визначеного горизонту в майбутньому. Таким чином, коли ми говоримо про кінець світу, ми повинні одразу уточнити масштаб. Бо знищення біосфери Землі і теплова смерть всесвіту - це не просто різні події. Це події, які належать до зовсім різних рівнів реальності. І от коли ця структура визначена, коли ми розвели певним чином масштаби, коли ми розвели певним чином часові горизонти, ми можемо послідовно рухатися від найбільш конкретного до найбільш фундаментального, від того, що гарантовано станеться, гарантовано станеться з Землею, з Сонячною системою, до того, що навіть зараз залишається лише певною космологічною гіпотезою. Отже, давайте безпосередньо починати і перейдемо ми до першої групи, до сценаріїв кінця локального земного масштабу. Тобто, коли може все закінчитися, кінець світу, якщо ми кажемо про нашу Землю. А-а, якщо ми говоримо про кінець світу планетарного масштабу, то перше, що нам треба усвідомити, ці сценарії майже завжди пов'язані з подіями в середині нашої Сонячної системи. Тобто, це події, які розгортаються десь в нашому найближчому космічному оточенні, які визначають стабільність орбіти Землі, клімату, самої біосфери, тощо. І тут можливі два напрямки, звідки може прийти для життя на Землі небезпека. Або згори, з космосу, або знизу, з глибин. Умовно кажучи, всі ці сценарії кінця світу можна назвати сценарій кінця світу типу астероїд і сценарій кінця світу типу вулкан. Найбільш реальне з них і водночас найменш спекулятивний - це сценарій космічного астероїда, ну або impact event. Тобто, подія, коли щось врізається в нашу Землю. Це імпактна подія, ми точно знаємо, що такі події дійсно відбувалися в минулому і достатньо регулярно. Ми бачимо сліди таких подій на Землі у багатьох місцях, від дуже маленьких до величезних. Астероїди бувають різного розміру, великі, маленькі, середні і чим більший астероїд, тим менше шансів, що він вріжеться в нашу Землю. Статистично, якщо ми кажемо про достатньо великі об'єкти, які розміром там хоча б декілька кілометрів, то вони падають на Землю приблизно один раз на кілька сотень тисяч років. А ще більші тіла, це десятки кілометрів, які дійсно здатні спричинити глобальну біосферну катастрофу, мають імовірність зіткнення приблизно там раз на десяток, раз на сотні мільйонів років. Ну, мабуть, всім відомо, що одна з таких подій трапилася приблизно 66 мільйонів років. Тоді на Землю впав астероїд, ну, за сучасним уявленням, він був приблизно порядку 10 кілометрів. Він утворив відомий кратер, який називається Чіксулуб в районі сучасної мексиканської затоки. Це призвело до глобальної зміни клімату, це призвело до вимирання динозаврів, це поклало кінець існуванню великих рептилій і дозволило потім з'явитися, ну, не з'явитися, домінувати савцям і птахам. Я про це досить детально розповідаю в своїй лекції про історію еволюції життя на Землі. Я кажу, що масштаб такої події, масштаб впливу такої події на земне життя в свідомості людей значною мірою є перебільшеним. Так, це дійсно був кінець певного біому. Це був кінець певної домінуючої на той час екосистеми. Але це в жодному разі не був кінець життя на Землі. Тоді вижили не те, що навіть примітивні бактерії і гриби, а більша частина рослин, більша частина тварин, вони чудово пережили цю катастрофу. Більш того, такі події навіть призводять до прискорення еволюції, тому що коли вмирають динозаври, коли вмирають минулі істоти, звільняється величезна кількість ну екологічних ніш. І якщо савці до того були переважно маленькими мешканцями дупел нор, то зараз вони змогли зайняти ті ніші, поширитися у кількості, у розмірі і стати дійсно домінуючою формою великих тварин на землі. Ну, а звичайно, що потім з них змогла з'явитися еволюційно і людина. Подібні сценарії траплялися і раніше. Відомо, що великих вимирань було як мінімум п'ять. Найбільше з них це було пермське вимирання. Воно трапилося приблизно 250 мільйонів років тому. Воно збі- знищило тоді більшу кількість морських видів. Хоча саме те вимирання, мабуть, було пов'язано не тільки з імпактною подією, не тільки з великим астероїдом, а і з дуже масивним вулканізмом. І от кожне з цих вимирань це не було знищення планети. Це дійсно була дуже різка зміна клімату, це були там глобальні пожежі, ударні зими, дуже холодні температури через пил, через сажу в атмосфері, руйнування всіх харчових ланцюжків, але це був не кінець життя. Тобто астероїд дійсно може стати кінцем для цивілізації, але він не може стати кінцем для життя як такого. Життя на землі неймовірно стійке. Воно чудово пережило всі масові вимирання. Воно пережило зміну атмосфери. Воно пережило епохи глобального зледеніння. Чи може таке бути, що на землю впаде астероїд, який фізично знищить нашу землю? Мабуть, ні. Це просто напряму випливає з енергетики процесу. Щоб розірвати землю гравітаційно, потрібно надати дуже велику енергію. Ну, це там десь 10 в 32-й джоулів. Це енергія, яка співрозмірна з енергією гравітаційного зв'язку. І навіть астероїд в десятки, в сотні кілометрів такої енергії немає. Якщо ми кажемо про тіло розміром там 10-15 км, подібне до того, що вбило динозаврів, то воно вивільняє там десь 10 в 23-й енергії. Джоулів. Це в мільярд разів менше. Так, це катастрофа для біосфери, але це ніщо в порівнянні з енергією, яка необхідна для руйнування планети в цілому. Крім того, такі великі об'єкти, об'єкти планетарного масштабу, які дійсно здатні щось зробити з Землею, у сучасній Сонячній системі в нестабільному стані відсутні. Подібні події дійсно траплялися раніше під час формування Сонячної системи, під час первинного бомбардування, але це було десь 4-5 млрд років тому. Тоді дійсно ці протопланетні тіла дуже активно зіштовхувалися одне в одне. Ну, саме тоді, за однією з найбільш відомих моделей, зіткнення протопланет Гея і Тея, це була така ж інша протопланета розміром приблизно з Марс, призвело до того, що частина нашої земної оболонки була викинута у космос, вона сформувала Місяць. Я про це досить детально розповідаю в своїх лекціях про Сонячну систему, але ця стадія давно завершена. Орбітальна динаміка нинішньої Сонячної системи не передбачає подібних катастроф, ані на коротких, ані на довгих масштабах часу. Так, теоретично ми можемо уявити сценарій, у якісь, якісь зовнішні гравітаційні збурення, впливи, там, якась зірка десь проходить, вони можуть якось змінити гравітаційну динаміку нашої Сонячної системи, змінити орбіту масивних тіл. Ну, але ймовірність такої події в масштабах навіть мільярдів років неймовірно мала. І навіть у випадку такої події першими б хаотичними стали орбіти комет і малих тіл, а не стабільні орбіти планет земної групи, які майже незмінні вже протягом чотирьох мільярдів років. Якщо ж ми кажемо про сценарії кінця світу, які пов'язані не зверху, а знизу, з глибинами Землі, то і тут сценарій фізичного знищення Землі дуже малоймовірний. Так, у нас існують супервулкани. Ну, щось подібне да до Єллоустонського супервулкана, Єллоустонська кальдера. Так, вони можуть час від часу вивільняти величезну кількість енергії. Вони можуть потенційно спричиняти глобальне похолодання на роки, на десятиліття. Вони можуть потенційно спричинити велику цивілізаційну кризу. Так. Але і їхня енергія набагато порядків менша за ту, яка необхідна була б для руйнування літосфери чи всієї планети. Навіть дуже потужні трапові провінції, от сибірські трапи, наприклад, чи трапи в в Індостані біля Гімалаїв, вважається, що вони досить тісно пов'язані з тим самим пермським вимиранням, про яке я казав раніше. Вони діяли через там викиди певних газів. Вони призвели до певної глобальної зміни клімату, до катастрофи з океанічним життям, але і це не було руйнування Землі. Якщо ми кажемо про людську цивілізацію, то для нас, звичайно, це все було б дуже неприємно. Оці масові викиди попелу, масові викиди аерозолів, вони б призвели до значного зниження сонячного опромінювання. Це падіння температур на кілька градусів, десятки градусів, можливо. Це порушення всіх глобальних аграрних циклів. Це багато вікова, мабуть, не знаю, на скільки років аграрна криза. Це криза руйнування, колапс міжнародної торгівлі. Це величезні соціально-політичні потрясіння, але це не кінець світу. Якщо ж ми кажемо про от не разове виверження, а дуже тривалий вулканізм, подібний до того, що тривав сотні тисяч років в пермську епоху, то там будуть ще додаткові викиди величезної кількості CO2, метану, кислотні дощі, зміна складу океанів, закислення океанів, руйнування морських екосистем. Ну, коротше кажучи, нічого гарного не буде. Це дійсно буде кінцем цивілізації в її нинішньому вигляді. Проте навіть в такому випадку мова йде про перебудову біосфери, можливо, про перебудову людства, але не про знищення людства, як біологічного виду. А тим паче не про знищення самої планети. Тому оці всі популярні сценарії нагріву ядра Землі, раптові зміни обертання Землі, як щось, що показано у фільмі 2012, вони абсолютно повністю хибні з точки зору сучасної науки. Вони суперечать базовій геофізиці. Тепловий режим ядра нашої планети визначається радіоактивним розпадом, визначається дуже повільною там кристалізацією, гравітаційними вчинниками тощо. Це масштаби мільярдів років. І немає такого механізму, який би дозволив за кілька днів, місяців чи років перезапустити ті процеси. Зупинка або так різка зміна обертання Землі, вона б вимагала момент імпульсу, який співрозмірний з тим, який взагалі має вся планета. І немає, не може бути жодного внутрішнього явища, щоб призвело б до подібного гравітаційного впливу планетарного масштабу. Тому якщо ми кажемо про наукову точку зору, то дійсно існують події, які здатні, цілком здатні знищити цивілізацію, які здатні дуже радикально перебудувати біосферу. Вони реальні. Вони реальні в геологічному масштабі, в геологічній статистиці. Але не існує реалістичного механізму, який би знищив саму Землю. Земля, як екосистема, дійсно дуже вразлива. Але як Земля, як астрономічне тіло, неймовірно стійка. І саме це дозволяє нам казати про кінець світу для цивілізації, можливо, навіть для людства, але не про кінець світу в буквальному сенсі. Ну, але звичайно, що нам би і цього не хотілося. Ми б хотіли ще пожити. І отут виникає цілком зрозуміле запитання: а чи здатне людство реально щось зробити з цією загрозою? Е-е, давайте почнемо з астероїдів. На відміну від більшої частини інших сценаріїв, сам астероїдна небезпека є тією сферою, де втручання людини теоретично цілком можливо. Якщо ми виявили об'єкт достатньо рано, нам достатньо трохи скоригувати його швидкість на рівні там сантиметрів на секунду. Якщо ми це зробили за роки, а краще за десятиліття, то це призведе до значного зміщення траєкторії, і він просто не потрапить в нашу Землю, він просто пролетить поруч. І це люди реально роблять. Існують системи спостереження, вони роблять каталоги з найбільших астероїдів, які можуть бути для нас небезпечними. У 2022 році була запущена відома місія, яка називається DART. І ця місія показала, що якщо ми просто кінетично вдаримо певний космічний апарат в астероїд, то це дійсно зможе спричинити його орбіту, змінити його орбіту. Е-е, такий удар відбувся 26 вересня 22 року. Людство тоді вдарило астероїд, який називається Діморф. Воно дійсно трохи змінило його орбіту, і це спрацювало. Тобто можна сказати, що певний контроль над астероїдами у нас вже є. Проте, звичайно, що це не означає, що загроза повністю контролюється. Залишається проблема астероїдів, які ми не не встигли вчасно побачити. Ну, наприклад, вони летять зі сторони Сонця. Сонце нас сліпить. Вони стають видимими лише за дуже короткий час до зіткнення. У нас є певні проблеми з внутрішньою структурою астероїдів. Вони можуть бути не монолітними тілами, які можна кудись там відхилити, а там гравітаційно зв'язаними купами щебеню. Залишається питання, знов таки, людської координації, залишається питання політичної волі. Навіть якщо такі технології існують, їх потрібно буде вчасно застосувати, виділивши на це майже всі ресурси Землі. І щось мені підказує, що в реальному світі, якщо така небезпека дійсно буде, то це буде відбуватися як приблизно в одному з моїх найбільш улюблених фільмів останніх років "Не дивись угору". Вчені будуть казати: "Люди, схаменіться, робіть щось. Нас зараз всіх вб'є ота велика каменюка". Ну, а люди будуть і далі вести якісь там політичні чвари, слідкувати за поп-зірками, купувати новий iPhone чи взагалі одягати на голову шапочки з фольги і заперечувати, і що будь-який астероїд взагалі до нас наближається. Коли на моєму каналі стало багато глядачів і особливо коментарів, я на своєму власному досвіді переконався, який відсоток альтернативно освічених людей, які переконані у своїй обраності, і наскільки вони бувають гучні в запереченні того, що сучасна наука абсолютно точно знає про наш світ. Ну, але це таке. Якщо порівняти те, що відбувається насправді зі сценаріями в кіно, ну, наприклад, з тим самим фільмом "Армагеддон". Там проблему пропонується вирішувати там посадкою команди на астероїд, підривом ядерного заряду. Ну, реальність значно менш героїчна, значно більш інженерна. Якщо ми просто хочемо розколоти астероїд, це нам не допоможе. Це буде кілька уламків, які все одно летять по тій самій траєкторії. І науковий підхід полягає не в тому, що ми повинні щось зруйнувати, а в тому, що ми повинні дуже-дуже слабко змінити орбіту, щоб він просто в нас не потрапив. Так що подібний сценарій вже не є і не може бути якимось раптовим апокаліпсисом, а це звичайна інженерна, прикладна задача небесної механіки. І ключовим тут є час попередження. Якщо ми дізналися завчасно, ми все це чудово зможемо вирішити. Якщо ж перенести питання з космосу до Землі, до глибин Землі, то, на жаль, це все стає значно менш керованим. На відміну від астероїда, який рухається по орбіті і підкоряється чудово відомим законам небесної механіки, той самий супервулкан є часто частиною самої планети. Ми не можемо його відхилити. Ми не можемо змінити його траєкторію. Ми не можемо змінити його параметри так само просто, як ми можемо змінити там якесь мале тіло в межах нашої Сонячної системи. Теоретично існують певні варіанти. Обговорюють ідею штучного зниження тиску в магматичних резервуарах там, ну, якимось там бурінням, якимось контрольованим відведенням тепла. Але енергетичні масштаби тут такі, що будь-яке втручання людини може саме по собі стати тригером, який спричинить оцю нестабільність. Ті магматичні системи містять об'єми розплаву, це це це тисячі кубічних кілометрів. Там величезний [сопіння] тиск. Ми не вміємо його ані безпечно регулювати, ані точно моделювати, якщо ми кажемо про достатньо довгі періоди часу, тому єдине, що людство дійсно може зробити, це слідкувати. Це моніторинг, це раннє попередження. Сучасна вулканологія використовує дуже потужні сейсмічні мережі, GPS-вимірювання, яке дозволяє нам слідкувати за деформацією кори, супутниковою інтерферометрією, яка знов-таки слідкує за положенням гірських надр і їх зміною, аналіз викидів газів і так далі. Тобто ми можемо зафіксувати підняття магми, ми можемо зафіксувати оце напруження за місяці і, можливо, навіть за роки до можливого виверження. Але навіть у випадку добре досліджених систем, як той самий Єллоустоун, мова йде про ймовірність. Це не те, що зворотній відлік. Ми не можемо точно сказати, коли це станеться і як. Ми можемо лише сказати, що в нас збільшуються шанси цієї події. Тому астероїд можна дійсно виявити. Для астероїда можна розрахувати орбіту. Якщо достатньо часу, то змінити. Для супервулкана це трохи складніше. Ми можемо лише спостерігати, ми можемо лише готуватися до можливих наслідків. Запобігти самому вулканізму ми не здатні. Так що цей кінець світу, ну, певним чином залишається адаптацією. Нам потрібні плани евакуації, там створення якихось там продовольчих резервів тощо. Створення стійких систем, які будуть в таких умовах також чудово працювати. Тому передбачити з певною ймовірністю такі події ми можемо, а от запобігти в повному сенсі поки що, на жаль, ні. І е-е ми можемо лише зменшити цивілізаційні наслідки від такої події для людства в цілому, але не зупинити їх, не прибрати їх повністю. Ну, звичайно, якщо людство буде займатися саме цим, а не нескінченними війнами і не буде займатися тим, щоб перетворювати всі ресурси людства на сміття, а замість цього думати про майбутнє і як це майбутнє зробити краще. Але існує насправді ще більш фундаментальне джерело енергії, яке не потребує жодних випадковостей. Це джерело енергії, яке вже закладено в самій природі нашої зірки, нашої зорі. Якщо астероїд чи вулкан це випадковість, ми не знаємо, коли це станеться, ми не знаємо, як, то сонце це закономірність. Сонячне випромінювання не є стійким. Воно має короткотермінові цикли. Найвідоміший з них це відомий 11-річний цикл. Це цикл активності сонця. Там змінюється кількість плям, змінюється кількість спалахів на сонці. Однак амплітуда цих змін це десяті частки відсотка. Вони не здатні сильно вплинути на клімат на нашій планеті. І якщо ми кажемо про небезпеку, то дійсно є важливим довгострокова тенденція. Тобто це поступове зростання світності сонця через те, що змінюється термодинаміка, змінюються ядерні реакції в середині його ядра. І ключове слово тут поступово, а не так раптово, як це демонструють у кінофільмах. В ядрі сонця відбувається так званий термоядерний синтез. Це протон-протонний цикл, я про нього вже багато розповідав в минулих лекціях. Це трьохкроковий цикл ядерних реакцій, який поступово перетворює водень на гелій. Через це кількість водню в сонці постійно зменшується, а частка гелію постійно зростає. Гелій більш важкий, він має більшу молекулярну масу. Тиск в ядрі сонця постійно стабілізується за більшою температури. Це певним чином прискорює термоядерну реакцію, у нас з'являється позитивний зворотній зв'язок. І це призводить до того, що світність зірок з часом збільшується. Це повільний процес. Це дуже повільний процес. За сучасними моделями світність Сонця зростає приблизно на 10% за мільярд років. Якщо сьогодні ми перебуваємо в умовах, коли оці радіаційні баланс дозволяє існуванню на Землі рідкої води, то приблизно за 1 мільярд років світність Сонця збільшиться настільки, що рідка вода на поверхні Землі стане неможливою. Тобто, коли світність Сонця зростає, температура підвищується, це призведе до більшого випаровування океанів. Водяна пара це сама по собі потужний парниковий газ. У нас знов виникає позитивний зворотній зв'язок і це призводить до того, що гідросфера на Землі зруйнується. В такому сценарії океани поступово випаровуються, вода піднімається в верхні шари атмосфери, там вона під дією ультрафіолетового проміння розщеплюється. Якщо ми кажемо про водень, то він кудись летить у космос, бо він дуже легкий. Кисень вступає в хімічні реакції з поверхнею і от саме через сотні мільйонів років Земля втратить значну частину своїх океанів. Земля перетвориться на суху і перегріту мертву планету. За сучасними оцінками приблизно через один, через півтора мільярда років умови на поверхні Землі стануть повністю несумісними з існуванням складного біологічного життя. Земля стане мертвою кам'янистою планетою, такою, як є сучасний Марс. Причому, якщо для людства мільярд років це величезний термін, для життя в цілому ні. Життя на Землі існує вже десь 3,7-3,8 мільярда років. Я про це досить детально розповідаю в своїх лекціях про еволюцію. Тобто, можна сказати, що приблизно 80% часу, коли життя на Землі було можливим, вже пройшло. І залишилося лише 20% часу. Ну, а далі буде ще приємніше. Якщо ми кажемо про Сонце, то приблизно через 5 млрд років водень майже буде вичерпаний в ядрі Сонця. При цьому ядро дуже сильно стиснеться, а оболонка навпаки розшириться. Сонце спочатку перейде у фазу так званого червоного гіганта, радіус якого зростає там в сотні разів. Ну, деталі, звичайно, що залежать певним чином від втрати маси, від гравітаційної взаємодії, але більша частина моделей передбачає, що Сонце стане більшим за орбіту Землі, і Земля буде поглинута оцією розширеною атмосферою Сонця. Тобто Земля в кращому випадку стане якоюсь там розплавленою, безатмосферною кулею з температурою поверхні в тисячі і тисячі градусів. І в цьому сенсі кінець життя на Землі не є гіпотезою. Це неминучий наслідок зоряної еволюції. Будь-яка, абсолютно будь-яка зоря має обмежений запас термоядерного палива. І будь-яка планетарна система проходить обов'язково через етап своєї руйнації. І в цьому сенсі оці фантастичні сценарії, де Сонце раптово спалахує або не менш раптово гасне протягом днів, як у фільмі Пекло, вони повністю суперечать фізиці зоряної стабільності. Термоядерні процеси регулюються гравітаційною рівновагою. Вони змінюються на масштабах у мільйони і мільярди років. Це не людський час. Жоден відомий механізм не може дозволити зорі маси Сонця раптово припинити своє опромінювання або раптово його збільшити. Таким чином, якщо ми кажемо про масштаби в кілька мільярдів років, то кінець світу для Землі є фізично гарантований. І не існує жодної технології, яку ми навіть могли б теоретично уявити, яка б була б здатна змінити зоряну еволюцію. Ну, звичайно, що можна уявити, що ми перенесемо нашу планету кудись надалі, на більш віддалену орбіту. Це нам ще додасть кілька мільярдів років, але знов-таки, це виходить за межі сучасної інженерії. І в будь-якому разі, кінець Сонця є абсолютно неминучий. Проте, навіть до фази оцього червоного гіганта, існують і інші сценарії, де сонячна система, ну, могла б припинити своє існування, могла б і знищити Землю значно раніше. Е-е, по-перше, це довгострокові орбітальні нестабільності. В минулих лекціях я вже згадував про проблему трьох тіл. Якщо ми маємо будь-яку гравітаційну систему, де є більше, ніж два тіла, то вона є хаотичною на масштабах в мільярд років. У нас завжди існує ймовірність певних там резонансних збучень, які можуть суттєво змінити орбіту нашої Землі. Або не змінити. По-друге, те, що може вплинути раніше, це екстремальні сонячні спалахи. Це великі викиди маси з поверхні Сонця. Самі по собі вони не знищать нашу планету, але вони можуть досить сильно вплинути і на атмосферу, і на магнітосферу, і на біосферу. Це теж не кінець життя, але це теж дуже і дуже неприємно. Мабуть, можна вигадати ще щось. Е-е, але жоден з цих сценаріїв не має гарантованого характеру. Всі вони можливі. Так що, можна сказати, що стабільність Землі це лише тимчасова її властивість, і врешті-решт історія Землі завершиться, і це трапиться не пізніше ніж за 5 млрд років. Якщо навіть в межах нашої Сонячної системи ми бачимо оцю неминучість змін, то що вже казати про масштаби зір, про масштаби галактик і всесвіту в цілому? Межу між планетарними і зоряним масштабом провести насправді дуже непросто. От поглинання Землі Сонцем Це одночасно і планетарна катастрофа. І наслідок внутрішньої еволюції зорі. Тобто це подія, яка народжується всередині Сонця, але завершується руйнуванням конкретної планети далеко від цього центра. Якщо ж говорити про справді зоряний галактичний сценарій, то першим кандидатом на кінець світу є вибух наднової, який теоретично міг би відбутися десь поруч з Сонячною системою. Наднова зірка - це фінальний етап еволюції дуже масивних зірок. Це колапс дуже масивної зірки, який призводить до дуже швидкого вивільнення величезної енергії. Якщо така подія трапиться на відстані хоча б в декілька десятків світлових років, то це був би дуже серйозний удар по біосфері Землі. І небезпека тут не в тому, що якийсь там був механічний удар. Ні, такого б не було. Це буде дуже потужний потік жорсткого рентгенівського і гама-випромінювання. Воно зруйнує озоновий шар. Воно спричинить масове опромінювання. Воно запустить каскад дуже потужних кліматичних і біологічних змін. >> [зітхання] >> Але оцінки показують, що для того, щоб ефект був дійсно катастрофічним, наднова має вибухнути не далі, ніж за 30 світлових років від Землі. І ми знаємо всі зірки, які поруч, ми бачимо їх еволюцію і безпосередніх кандидатів на те, щоб вибухнути протягом найближчого часу в нашому оточенні просто немає. Ще одним галактичним сценарієм є гамма-спалах. Це знов-таки короткий, але надзвичайно потужний, надзвичайно вузький потік гамма-випромінювання. Він виникає знов під час колапсу дуже масивних зір або під час злиття нейтронних зір. І якщо Земля випадково опиниться в напрямках цього променя, то е-е дійсно, якщо це буде не дуже далеко, на відстані у кілька світлових років, ну, може, навіть кілька тисяч світлових років, то це зможе спричинити досить потужні руйнування атмосфер і біосфер. Проте, от така випадкова спрямованість, такий просторовий розподіл робить і цю подію дуже і дуже малоймовірною. Ще один тип сценарію - це гравітаційна динаміка. Е-е Тобто, може відбутися щось в межах галактики, бо наше Сонце - це лише є одна з сотень мільярдів зірок нашої галактики Чумацький Шлях. Вона проходить періодично через різні регіони галактичного диску. І якщо ми кажемо про безпосереднє зіткнення, ні, цього бути не може. Е-е Ймовірність такої події неймовірно мала, бо міжзоряні відстані дуже-дуже великі. Але, навіть якщо це буде не зіткнення, а просто проліт поруч, то це може бути гравітаційне збурення. І це збурення може там вплинути на хмару Оорта, яка знаходиться на далеких віддалених відстанях Сонячної системи. Вона може викинути велику кількість комет, які знов-таки можуть вдаритися в Землю. І ми повертаємося до сценарію номер один - падіння астероїда. Тому це є небезпека, але це є не така смертельна небезпека, яку б ми не змогли передбачити. У зовсім крайніх випадках, якщо зірка інша пройде дуже близько до Землі, то це могло б якось там змінити орбіту Землі або взагалі відкинути Землю на якусь іншу траєкторію. Але аналіз показує, що такі події дуже малоймовірні. І вони вимагають настільки близьких зближень, що трапляються, знов-таки, майже ніколи на періодах існування певної зоряної системи. Так що, скоріш за все, події галактичні саме для Землі не так небезпечні, бо вона загине через дію Сонця значно раніше, ніж хтось з Галактики пролетить поруч, щоб її зруйнувати. Ну, можна згадати тут і певні байки. Ну, наприклад, про те, що Земля може бути поглинута якоюсь там чорною дірою. В массі свідомості чорна діра часто уявляється якийсь такий космічний пилосос, який засмовчує все навколо. Ні, це, знов-таки, абсолютно хибна думка. З наукової точки зору цей образ є повністю некоректним. В своїй минулій лекції, що таке гравітація з точки зору сучасної науки, я вже розповідав, що чорна діра - це об'єкт з певною масою і певним гравітаційним полем, який поза межами свого горизонту подій абсолютно не відрізняється від іншого тіла такої самої маси. Якби замість Сонця в центрі нашої Сонячної системи раптом з'явилася б чорна діра такої ж маси, орбіта Землі залишилася практично незмінною. Просто ми при цьому оберталися не навколо яскравої чудової зірки, а навколо чогось невидимого, чорного, і все. Ніяких інших змін би не відбулося. Для того, щоб Земля дійсно була поглинута чорною дірою, потрібно або дуже і дуже близьке проходження чорної діри через внутрішню Сонячну систему, або дуже тривала еволюція орбіт, яка призведе до того, що Земля буде викинута з Сонячної системи і якось перетне горизонт подій чорної діри. Обидва сценарії є дуже малоймовірними за час життя Сонця і Землі. Більш того, коли ми кажемо про центральний об'єкт нашої галактики, це відома надмасивна чорна діра, яка знаходиться в сузір'ї Стрільця, об'єкт Стрілець А зірочка. Вона знаходиться на відстані десь там 26 тис. світлових років від Сонця. Її гравітаційний вплив вже врахований в нашому галактичному русі, тому вона нам не становить жодної абсолютно загрози. Так що чорна діра не є якимось там, в лапках, мисливцем на планети. Це лише масивний об'єкт, ну, точніше, щільний об'єкт. І небезпека визначається не стабільністю траєкторій, а не якоюсь такою там всепоглинаючою силою і тим, що вона все в себе затягує. Якщо ж розширити масштаб до галактичного рівня, то варто згадати, що зараз до нашої галактики Чумацький Шлях наближається інша галактика, яка називається галактика Андромеди. Галактика Андромеди разом з галактикою Чумацький Шлях, разом з галактикою Трикутника та кількома малими карликовими галактиками становлять нашу локальну групу. Це гравітаційно зв'язна група галактик. Ми всі рухаємося разом у просторі, у космосі. І зараз галактика Чумацький Шлях і Андромеди наближаються один до одного. Це дві величезні галактики і, за сучасними оцінками, приблизно через 4-5 млрд років вони зіштовхнуться. І хоча зіштовхування галактик звучить як якась така катастрофа, на практиці галактики дуже розріджені і більшість зір ніколи не зустрінеться з іншими зірками. Але при цьому, звичайно, що їхні орбіти стануть нестабільними. Можливо, це якось вплине на найближче оточення Сонця, але, знов-таки, це буде приблизно той час, коли саме наше Сонце закінчить своє існування, так що турбуватися вже буде немає кому. Причому цей процес буде дуже тривалим. Галактики зіштовхуються між собою протягом сотень мільйонів років. Якщо людство тоді буде існувати, воно може навіть не помітити, що прямо зараз відбувається ця подія. І що є спільного в усіх цих подіях, на відміну від астероїдної загрози, на відміну від вулканізму, на зоряні і галактичні процеси людство не може ніяк вплинути. Якщо ми кажемо про енергію і масу, яка тут виділяється, то вона перевищує будь-які інженерні можливості людства. Якщо ми кажемо про часові проміжки, то це далеко виходить за межі існування навіть гіпотетичної, навіть дуже довготривалої цивілізації. Отже, якщо на планетарному рівні ми ще можемо говорити про певну форму контролю, на зоряному і галактичному масштабі ми стаємо лише пасивними спостерігачами і все. >> [зітхання] >> І, мабуть, тут вже час перейти до третьої і найбільш цікавої групи сценаріїв, де змінюється вже не окрема планета, не окрема зоря, не окрема зоряна система, а де змінюються фундаментальні властивості всього всесвіту. Якщо всі попередні сценарії були, по суті, локальними катастрофами, от там зникло життя на Землі, зруйнувалась планета, загибнула зоряна система або навіть трансформувалась галактика, то тепер ми переходимо до гіпотез, які принципово відрізняються масштабами. Вони описують не кінець чогось у всесвіті, а кінець самого всесвіту як фізичної системи. І тут є, на перший погляд, певний парадокс. Е-е, для фізики саме ті сценарії є найбільш цікавими. Саме вони торкаються найбільш фундаментальних законів термодинаміки, квантової теорії поля, космології тощо. Але водночас у нас найменше інформації саме про ті сценарії. Ми маємо лише певні теоретичні екстраполяції, якщо ми беремо сучасні моделі і намагаємося їх поширити на немислимі часові масштаби. І я б хотів спочатку коротко перелічити ті сценарії, а потім про кожен з них розповісти значно докладніше. Е-е, перший зі сценаріїв, про який я хотів би розказати, це теплова смерть. Ну, або його варіація - це залізна смерть нашого всесвіту. Цей сценарій стверджує, що колись в дуже далекому майбутньому обов'язково настане момент, коли всі джерела вільної енергії вичерпають свої запаси, коли всі зорі згаснуть, коли вся матерія перейде в максимально стабільний стан, коли буде не жодного термодинамічного градієнта, коли не існуватиме жодних процесів, які б давали можливість підтримувати існування складних організмів і життя. Е-е, як варіація цього сценарія, це є другий сценарій, це домінування чорних дір. В цьому сценарії у нас є ідея, що в дуже далекому майбутньому майже вся маса всесвіту може бути зосереджена саме в чорних дірах. Чорні діри поступово поглинуть все, що залишиться від зір, вони поглинуть весь газ, вони поглинуть всі залишки галактик. І вони після цього почнуть поступово самі випаровуватися за рахунок відомого випромінювання Гокінга і врешті-решт наш всесвіт перетвориться на дуже розріджене поле, яке буде заповнене надзвичайно низькоенергетичним випромінюванням. Ну, фактично це буде світло без жодних структур. Е-е, третя гіпотеза, яка може бути певним чином пов'язана з першими двома, вона передбачає розпад елементарних частинок. Ну, в першу чергу це розпад протона. Якщо протон - це головний елемент будови будь-якої матерії, головний елемент будь-якого атома, дійсно нестабільний, а деякі сценарії саме це і передбачають. То за дуже довгий час розпадеться вся звичайна матерія. Просто зникнуть атоми. Тобто всесвіт втратить ту тверду основу, яку зараз ми вважаємо фундаментальною і це може спричинити те, що історія закінчиться значно раніше, ніж в минулих сценаріях. Наступні два сценарії пов'язані з масштабною долею самого простору-часу. Це гіпотеза за великого розриву і гіпотеза великого стиснення. Якщо ми кажемо про гіпотезу великого розриву, то вона стверджує, що темна енергія, яка зараз прискорено розширює наш всесвіт, може спочатку почати руйнувати галактичні кластери, потім галактики, потім зорі, планети і врешті-решт атоми. Якщо ж ми кажемо про гіпотезу великого схлопування, то все відбувається з точністю до навпаки. Раптово розширення всесвіту змінюється на стискання. Всесвіт поступово починає стискатися, нагріватися і в кінці він повертається до надщільного стану і потенційно він може завершитися тією самою сингулярністю, з якої колись, 13,7 млрд років тому, все і почалося. Ну, і мабуть, існує шостий сценарій, який мені насправді подобається найбільше. Це сценарій переходу нашого вакууму з хибного у істинний стан. Це ідея про те, що наш всесвіт зараз може бути нестабільним, метастабільним. І якщо десь відбудеться квантовий перехід до більш стабільної конфігурації, то в нашому всесвіті народиться хвиля нового вакуума і ця хвиля, ця бульбашка, цей міхур буде поширюватися зі швидкістю світла. Він буде Він буде змінювати всі фундаментальні константи нашого світу і він фактично то руйнувати всю матерію. Досить цікаво, розкажу трохи далі. Е-е, мабуть, крім згаданих шести, існують інші сценарії, але саме ці шість є найбільш загальноприйнятими. І зараз я би хотів про них всіх більш детально розповісти. І давайте почнемо ми безпосередньо з першого сценарія, а саме з ідеї про теплову і залізну смерті нашого всесвіту. Е-е, іноді їх виділяють як два окремих сценарія, іноді їх об'єднують в один. Бо насправді теплова і залізна смерть - це не якісь там дві незалежні події, не два окремих випадка, а це один і той самий фінал нашого світу, але він розглянутий, ну, на певних різних рівнях. Теплова смерть - це масштаб всього всесвіту, а залізна смерть - це масштаб ядерної еволюції. Обидва ті сценарії напряму впливають з другого закону термодинаміки, і цей закон, якщо ми кажемо про всесвіт, він означає, що будь-яка система, замкнена система, з часом прямує до стану максимального хаосу, тобто до стану максимальної ентропії. Якщо ми досягли оцього максимального хаосу, у нас не можливе утворення будь-яких градієнтів енергії, тобто енергія не може від чогось рухатися кудись, а отже, так як ми всі існуємо через постійний градієнт енергії, тобто ми отримуємо енергію від сонця і викидаємо потім назовні, то можливість існування складних систем зникне. Е-е, взагалі ідея теплової смерті була сформульована ще в XIX столітті. Це такі відомі вчені, як Рудольф Клаузіус і Вільям Томсон, лорд Кельвін. >> [хекання] >> Вони фактично перенесли термодинаміку, науку про там парові машини, на масштаб всесвіту. Е-е, коли ми кажемо про 20-те століття, це знов-таки роботи відомих фізиків, астрономів, ну, наприклад, Фрімена Дайсона. І він теж аналізував динаміку нашого всесвіту. Це аналіз Фреда Адамса і Грегорі Лафліна, або Лафліна, я точно не знаю, де там наголос треба робити. Вони побудували дуже чітку часову шкалу еволюції на 10 в соті років наперед і так далі. У 1999 році Адамс і Лафлін написали досить цікаву книжку The Five Ages of the Universe. І вони розподілили всю історію нашого всесвіту на п'ять епох. Первинна епоха, епоха зірок, епоха виродження, епоха чорних дір і темна епоха. Саме зараз ми живемо в зоряну епоху. Але в рамках всесвіту це дуже короткий проміжок часу на його початку. Якщо ми кажемо про класичну схему, то вона виглядає приблизно так. Спочатку була первинна епоха. Це час відразу після великого вибуху, коли ще не існувало зірок, коли ще формувалися от первинні елементи, хімічні елементи, з яких потім все це було побудовано. Потім починається зоряна ера. Це період, коли зорі є домінуючою формою в нашому всесвіті. Вони формуються, вони світяться, відбувається там моядерний синтез, синтезуються важкі елементи. І ця епоха триває приблизно 10 в 14 років, поки не вичерпаються всі запаси пального. Після цього міжзоряний газ, от пальне, водень для зірок буде вичерпаний і зорі перестануть народжуватися. Далі починається наступна ера, це ера вироджених об'єктів. Нові зірки вже не утворюються, але старі зірки поступово доживають своє. Це так звані білі карлики. Це те, чим стане Сонце, коли воно пройде стадію червоного гіганта через 4 мільярди років тому. Вони дуже повільно дуже поступово охолоджуються, вони дуже повільно взаємодіють між собою і утворюють нову структуру нашого всесвіту. Але і вони зникнуть. І ми переходимо до четвертої епохи, епохи чорних дір. Е-е, в цей час більшість отаких компактних об'єктів буде знищена. Ну, напевно, вона буде поглинута чорними дірами або просто розпадеться, якщо розпад протона дійсно відбувається, про що я скажу трохи далі. І космос в цей час стане дуже темним, стане дуже холодним. Температура космосу в цей час буде наближатися до абсолютного нуля. Ну, і врешті-решт після епохи чорних дір наступає темна епоха. Коли всі чорні діри випаруються, у нас буде дуже розряджене, низькоенергетичне випромінювання і лише певні елементарні частинки, які майже рівномірно розподілені в нашому всесвіті. Ну, це буде приблизно через там 10 в соті років, можливо, навіть пізніше. Якщо ми кажемо про залізну смерть всесвіту, то це є варіація цього сценарію. Залізна смерть підкреслює, що коли відбуваються от всі ті ядерні реакції, термоядерний синтез, всі ядра прямують до максимально стабільного стану. Е-е, в курсах лекцій з ядерної фізики, які я читаю своїм студентам, я в тому числі розповідаю, що у нас є так звана енергія зв'язку. Це енергія, яка вказує, наскільки сильно зв'язано певне ядро. І максимум енергії зв'язку, питома енергія зв'язку, відповідає двом хімічним елементам, це залізо і нікель. Це означає, що залізо і нікель це найбільш стабільні елементи нашого всесвіту. Більш легким елементам вигідніше об'єднуватися, поки вони не перетворяться на залізо, більш важким вигідно роз'єднуватися, знову ж таки поки поки вони не перетворяться на залізо. Тому в процесі будь-яких ядерних реакцій і більш легкі, і більш важкі елементи будуть поступово перетворюватися на нього. І в цьому сенсі залізна смерть є певним частком проявом загальної теплової смерті. Тобто це момент, коли ядерна фізика більше не може підтримувати будь-які нові джерела енергії. У нас просто немає пального. Е-е Як виглядатиме всесвіт в фіналі в такому сценарії світу? Ну, він буде темним. Це буде не тільки тому, що згаснуть всі зорі, а тому, що не буде жодних довго існуючих структур з низькою ентропією. Температура стане неймовірно малою. Матерія стане дуже розпорошеною. Ну, або зосередженою в чорних дірах, якщо випромінювання Хокінга не дасть їй так швидко це змінити. Будь-які фізичні процеси стануть фактично зупиненими. Для того, щоб відбувалося щось, нам потрібна робота. Джерелом роботи є енергія. Без роботи немає жодних структур, без енергії немає роботи. Якщо немає джерела енергії, то структура не може існувати. Наскільки цей сценарій є неминучим? Ну, насправді він майже гарантований. Теплова смерть в тій чи іншій формі, швидше чи повільніше, вона є прямим продовженням всіх відомих законів фізики, якщо ми їх апроксимуємо на великі масштаби. Так що темний, дуже холодний, дуже мертвий всесвіт без зірок, без ядерних реакцій, без хімії, це наше неминуче майбутнє. На жаль, таке воно є, хоча і звичайно, що досить сумне. Причому, якщо теплова смерть є загальною тенденцією, то домінування чорних дір це, ну, кульмінація цього процесу. Коли зорі поступово згасають, коли всі структури поступово руйнуються, саме чорні діри стають головними резервуарами, які зберігають масу і ентропію в нашому всесвіті. На певному етапі його розвитку майже вся організована матерія виявляється поглинутою ними, ну, або хоча б гравітаційно пов'язана з ними. Це четверта епоха з п'яти епох, і нарешті після неї наступає п'ята епоха, і чорні діри теж зникають. Е-е, я вже багато розповідав про Стівена Хокінга, про його ідею, що біля чорної діри, ну, біля її горизонту подій, можуть відбуватися квантові флуктуації. Ми це зараз називаємо випромінювання Хокінга, і це каже нам, що чорна діра, це буде не кінець фізики, бо вони поступово випаровуються. Це дуже повільний процес. Якщо чорна діра випромінює, то вона втрачає свою масу. Чим менша її маса, тим швидше вона випаровується. Якщо ми кажемо про зоряні чорні діри, які масу мають порядку там кілька мас Сонця, то вони випаровуються приблизно за 10 в 67-й степені років. Це мільярд мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів років. Якщо ми кажемо про надмасивні чорні діри, як чорна діра Стрілець А зірочка, то це 10 в соті років і більше. Це мільярд мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів мільярдів разів. Це будуть останні великі структури в нашому всесвіті. І от в тій книжці П'ять епох Фред Адамс і Грегорі Лафлін показали, що коли чорні діри починають остаточно втрачати свою масу, всесвіт переходить до останньої своєї фази, окремі надмасивні об'єкти протягом величезних проміжків часу зменшуються. Їх температура поступово зростає. Вона досягає в кінці неймовірно великих значень. Це буде, ну, так мовити, фінальний бабах, фінальне знищення всіх чорних дір. Це буде дуже короткий, але дуже енергетично насичений спалах. І після цього спалаха чорні діри зникають. І все. Приблизно через 10 в соті років наш всесвіт втрачає будь-які організовані об'єкти. Це просто розріджене поле фотонів. Ну, можливо, не тільки фотонів, можливо, там і будуть ще нейтрино, можливо, електронів, можливо, позитронів або взагалі фотонів і нічого більшого. Густина енергії стає неймовірно мізерною. Тобто, в кожному окремому шматку нашого всесвіту майже нічого не буде. Простір стає неймовірно великим. Жодні гравітаційно зв'язані структури, включаючи чорні діри, більше не існують. Таким чином, якщо теплова смерть - це ідея про поступове згасання всіх джерел енергії, то сценарій з випаровуванням чорних дір - це завершення цієї ідеї. Навіть найбільш стійкі об'єкти не є вічними. В нашому всесвіті еволюціонує і гине абсолютно все. І світ нарешті неминуче стане порожнім. Світ неминуче стане холодним. Світ неминуче стане надзвичайно розтягнутим у безмежному просторі, заповненим лише світлом, яке ні з чим не взаємодіє, яке не породжує жодних нових структур. Але цілком можливо, що нам не доведеться чекати 10 в соті років, тому що насправді сама матерія значно раніше може стати нестабільною. Е-е, коли ми кажемо про фізику, то всі частинки у фізиці, як правило, поділяються на дві великі групи. Це стабільні і нестабільні. Але насправді цей поділ носить завжди часовий характер. Якщо ми кажемо про нестабільність, це означає, що в нас існує механізм, коли щось може розпастися з певною ймовірністю за одиницю часу. Ну, наприклад, нейтрон. Нейтрон - це одна з складових будь-якого ядра атома, крім атома водню, і він нестабільний. Він має час життя приблизно 880 секунд. Це означає, що приблизно за 880 секунд нейтрон розпадається, перетворюючись там на протон, електрон і антинейтрино. Хоча, коли він знаходиться саме всередині атома, він стабільний. Але коли він виходить, він перестає бути стабільним. Якщо ж ми кажемо про іншу складову ядра, найважливішу, яка якраз і визначає, чому атоми різні і чому вони, відповідно, утворюють всі хімічні сполуки, то це протон. І станом на зараз ми орієнтовно вважаємо, що протон стабільний. Але чому? Тому що насправді ми ще не зафіксували жодного розпаду протона. Це не доведений факт. Це просто результат експерименту. Якщо ми цього не бачили, то, мабуть, він є стабільним. Це емпіричне твердження. Це не доведеність. Існує багато теорій, які кажуть, що протони теж нестабільні і що вони можуть розпадатися. Ну, мабуть, найбільш відома - це модель Джорджі-Глешоу, яка, як не дивно, була запропонована Говардом Джорджі і Шелдоном Глешоу у році. І вона допускає, що протони є нестабільними і вони мають час життя приблизно там 10 в 31 років. Так, це багато. Це значно більше, ніж існує наш всесвіт, але це не вічність. Якщо це так, якщо протони дійсно нестабільні, то всі важкі складові матерії, оці баріони, це головні складники будь-якої важкої матерії, вони просто можуть з часом зникнути, розпастися. Тобто, світ буде ще існувати, але це буде світ без атомів. Ну, вчені певним чином намагаються цю гіпотезу перевірити експериментально. Пошук розпаду протона вже триває багато десятиліть. У нас є багато детекторів. Ну, наприклад, детектор Супер-Каміоканде. Це величезний підземний детектор в Японії. Ну, в першу чергу він був побудований для дослідження нейтрино, але крім нейтрино він може шукати і темну матерію, і розпад протона. На сьогодні ми цього не бачили. На сьогодні жодного розпаду протона, жодного доказу того, що протон нестабільний, ми не маємо. Тому ця гіпотеза науково можлива, але вона не загальноприйнята. У нас немає експериментів, які підтвердили, що така гіпотеза дійсно має місце. Якщо ж припустити, що це правда, а це цілком може виявитися правдою, то насправді ще до того, як ці всі чорні діри випаруються, ще до того, як температура стане абсолютно нульовою, значно раніше вся відома нам тверда матерія, всі ті атоми, ядра, планети, зорі, білі карлики, вони просто можуть розпастися на лептони і фотони. Тобто, хімія зникне через зникнення ядер як структури. Зірки не просто згаснуть, вони втратять свою матеріальну основу. Всесвіт буде залишатися, але це буде море розрічених, дуже легких частинок. Отих самих електронів, позитронів, фотонів. І це трапиться задовго до теплової смерті. Таким чином можна сказати, що розпад протонів є сценарієм кінця світу, який значно скорочує життєвий цикл нашої матерії. Тобто, залізна смерть - це ідея, що всі атоми перетворяться на залізо, а розпад протона - це антиідея. Це ідея про те, що атомів взагалі не буде. Так, звичайно, що потім вони всі ведуть до епохи чорних дір, до темної епохи, але через залізо це буде тривалий шлях. [прочищення горла] А через протон це буде той самий шлях, але значно значно швидший. При цьому слід розуміти, що все, про що ми тільки що казали, і теплова смерть, і випаровування чорних дір, і, можливо, розпад протона, вони всі передбачають одну базову умову. Всесвіт має продовжувати розширюватися, і це має тривати нескінченно довго. Але не факт, що так воно буде. Якщо ми кажемо про космологію всесвіту як цілого, то тут розглядається два можливих варіанти. Це великий розрив і велике схлопування. І з тим, що я описав раніше, узгоджується лише перше. Що це таке? А-а Великий розрив і велике схлопування - це два дзеркально протилежні сценарії, які описують динаміку нашого всесвіту на дуже великих масштабах. Перший випадок - це всесвіт, який нескінченно швидко розширюється і який буквально розривається надмірним розширенням. А другий випадок - це ідея, що він стискається до катастрофічної густини. Ідейно вони дуже схожі. І в першу чергу вони пов'язані з таким поняттям, як темна енергія. Я вже казав про темну енергію в своїх минулих лекціях. Це загадкове щось, загадкова матерія, загадкова субстанція, загадкова компонента нашого всесвіту, який станом на зараз складає більшу частину енергетичного балансу. І саме ця компонента відповідає за те, що наш всесвіт не просто розширюється, а розширюється з прискоренням. І от в межах ідеї про темну енергію у 2003 році Роберт Колдвелл показав в своїй роботі, що темна енергія може мати так званий фантомний характер. Тобто, це ідея, що темна енергія, ну, точніше, її густина, може зростати по мірі розширення всесвіту. Коротше кажучи, це означає, що розширення не просто триває, а воно прискорюється настільки, що за конкретний, обмежений проміжок часу, за скінченний час, воно може стати нескінченним. Тобто, наш світ почне нескінченно швидко розриватися. Це призведе до того, що спочатку будуть руйнуватися найбільш нестабільні структури. Це скупчення га- галактик, це галактичні кластери. Вони перестають бути зв'язаними. Потім вже окремі галактики перестають бути зв'язаними, потім окремі зорі. Далі гравітація вже не може утримувати разом планети. Руйнуються орбіти. На фінальних стадіях розширення всесвіту стає настільки інтенсивним, що навіть електромагнітні зв'язки, ядерні зв'язки не в силах утримувати об'єкти разом. Руйнуються спочатку молекули, потім атоми, потім ядра і, врешті-решт, руйнуються самі нуклони, протони і нейтрони. Тобто, ніщо не може існувати як зв'язана система. Темна енергія настільки стане потужною, що вона розірве абсолютно все. Це це це розрив всього простору. Це розрив, який розриває, розтягує будь-яку структуру швидше, ніж внутрішні сили змогли б цьому протистояти і повернути початковий стан. Е-е, чи правда це чи ні? Ну, станом на зараз це нам поки що невідомо. Е-е, для цього нам потрібно порахувати так званий масштабний фактор. Це W в цій моделі. Якщо він -1, як показав автор, то це дійсно означає, що так і буде. Тобто, оцей фантомний режим - це лише можливість. Великий розрив - це лише гіпотетичний варіант, але це не встановлений факт. >> [зітхання][хекання] >> Протилежність до великого розриву - це велике схлопування. Це принципово сценарій, який повністю протирічить всьому тому, про що я розповідав раніше. Всі ці ідеї: теплова смерть, епоха чорних дір, темна епоха, розпад протонів, залізна смерть, це все ідеї охолодження. Це все ідеї нескінченного розширення. Це ідеї, що всесвіт стає все більш і більш порожнім. А велике схлопування це навпаки. Це ідея, що все повернеться до витоків. Це, ну, так би мовити, космічне скасування. Це ідея, що оце наше розширення в якийсь момент чомусь зупиниться і потім вона зміниться на не менш стрімке стискання. І головна відмінність тут у долі самої структури будови нашого простору. Якщо ми кажемо про попередні варіанти, то оця темна енергія, вона або залишається незмінною, або підсилюється. Але що, якщо її природа інша? Ми ж не знаємо, що це таке. Може, це якесь поле, яке зараз розштовхує галактики, а потім чомусь може змінити свій знак і почне стискати або просто зникне. У такому сценарії гравітація може перемогти. От уявіть собі там, я не знаю, м'ячик. Ми беремо цей м'ячик, ми підкидаємо його вгору. Він спочатку летить вверх, потім гравітація його зупиняє на певній висоті і він падає вниз. Так і наш всесвіт. Наш всесвіт спочатку після великого вибуху розширювався, потім він може загальмувати, потім він може зупинитися, завмерти, досягти свого найбільшого розміру, а потім почне падати назад. Тобто, велике схлопування це і є оце падіння всесвіту саме в себе. Коли цей почнеться процес, це буде дуже непомітно. Тобто, далекі галактики, які зараз від нас всі віддаляються, почнуть поступово сповільнюватися, потім на одну мить вони зупиняться і після цього вони почнуть зближатися. Наш всесвіт, який до того ставав все більш і більш холодним, поступово почне нагріватися. Зараз всесвіт заповнений космічним промінням. Це так зване реліктове проміння. Воно дуже розрічене, воно дуже холодне. Його можна побачити лише в надчутливі телескопи чи спеціальні супутники. Воно почне перетворюватися з радіохвиль спочатку на видиме світло, потім на рентгенівське, потім на гамма-промінь. Тобто все небо почне світитися. Все небо стане джерелом смертельного жару. Космос буде не чорним, не холодним. Він почне світитися і дуже активно. Коли ми кажемо про зорі, то вони вже не можуть нікуди скидати своє тепло. Вони почнуть буквально закипати. Зорі почнуть вибухати. І на фінальних етапах цього сценарія температура стане настільки великою, енергія стане настільки великою, густина стане настільки великою, що навіть атоми почнуть випаровуватись і руйнуватися. Все перетвориться на плазму. Це буде плазма з вільних ядер електронів. Потім самі ядра розпадуться. Вони перетворяться на протони і нейтрони. Потім розпадуться протони і нейтрони, вони перетворяться на кварки. І врешті-решт все закінчиться так само, як все почалося. Ми знов перейдемо до сингулярності. Це стан з нескінченною густиною і нескінченною температурою. І весь наш світ з мільярдів галактик, з мільярдів мільярдів зірок знов, так мовити, стиснеться, спресується в одну точку, математичну точку, сингулярність. Ну, як я казав, сингулярність це насправді не точка, а це ідея про те, що наші сучасні закони фізики, які ми знаємо, не застосовані, щоб це описати, і нам потрібна квантова теорія гравітації. Ну, в будь-якому разі, все стане знов точкою. Причому деякі фізики вважають, що це велике схлопування це не кінець світу. Існує модель великого відскоку. Відповідно до цієї моделі, коли всесвіт стискається, він досягає певної критичної квантової межі, але він не зникає, а він знов відскакує. І так з'являється новий великий вибух вже в новому всесвіті. І якщо в сценарії теплової смерті все поступово замерзає, у великому розмірі розлітається на шматки, то у великому схлопуванні він, так би мовити, згорає в акті самознищення. Е-е, питання лише в тому, наскільки це реально. Е-е, ну, взагалі кажучи, не дуже. На сьогодні серед усіх гіпотез велике схлопування вважається певним аутсайдером. Більшість фізиків все ж таки схиляється до того, що темна енергія - це космологічна стала, вона ніколи не змінить свій знак, розширення ніколи не перетвориться на стис- на стискання, але насправді, чому б ні? Ставити хрест на цій ідеї поки що зарано. Існують відомі фізики, наприклад, як Пол Стейнгард, е-е, це один з творців теорії інфляції, який розробляв ідею, як на початку нашого всесвіту, він дуже швидко розширювався, і Ніл Турок, е-е, розробляють сценарій циклічної моделі всесвіту, це так званий екпіротичний сценарій. Я про нього вже достатньо добре розповідав в лекції про те, що було до великого вибуху, про космологію Пенроуза. Вони припускають, що темна енергія - це не константа, а це якась динамічна поле, вони називають її квінтесенцією. І це поле з часом може змінювати свої властивості. От, сьогодні воно розширює простір, а завтра його енергія впаде і гравітація знов бере контроль над ситуацією. Так що, можливо, і це. >> [сопіння] >> І про самого Роджера Пенроуза не слід забувати, про його конформну циклічну космологію. Відповідно до його уявлень, кінець одного всесвіту - це математично початок іншого. У нього ідея кінця світу взагалі відсутня, і до його ідеї, відповідно, наш всесвіт є безмежним, просто проходить через різні еони. Так що, хоча, е-е, станом на зараз ідея холодної смерті всесвіту, теплової смерті всесвіту, вона є фаворитом, сценарій великого схлопування або великого відскоку - це, ну, так би мовити, певна надія для тих, хто хоче вірити в те, що остаточно і безповоротно все не зникає і врешті-решт щось буде колись після того, як все зникне. >> [зітхання] >> Але от всі ці сценарії, які я описав, насправді мають одну спільну рису. Вони дуже дуже дуже повільні. Зірки ніколи не згасають одночасно. Протони ніколи не розпадаються одночасно. Всесвіт не схлопується в точку одночасно. Це все дуже повільно. Але у фізиці є мій улюблений сценарій, мій, так би мовити, фаворит, який може знищити наш всесвіт практично вмить тіла, причому в будь-яку мить. Це ідея про те, що наш вакуум насправді є хибним. Е-е, для того, щоб зрозуміти цю ідею, треба спочатку згадати, що таке взагалі вакуум. Я вже про це згадував у багатьох минулих лекціях і про антреч-хвилю, і про масу. У сучасній фізиці вакуум - це не порожнеча. Як я розповідав в минулих лекціях, ну, наприклад, коли ми розглядали поле Хіггса, вакуум - це стан квантових полів, які мають найменшу енергію. Ми його не відчуваємо, тому що він на дні, під нами. От, уявіть собі, що в нас є мі- дві гори і між цими горами є долина. І наш всесвіт саме лежить в тій долині. Нам здається, що просто немає куди падати нижче. Ми всі ходимо по цій долині і там все чудово. Але що, якщо наша долина - це лише невеличка така ямка, яка знаходиться на схилі набагато більш глибокої прірви? Якщо це дійсно так, то цей стан, цю неглибоку ямку, яка знаходиться поруч з глибинною прірвою, ми [сміх] називаємо метастабільним або хибним вакуумом. Тобто ми живемо на дні цієї ямки. Нам здається, що падати немає куди. Але поруч з нами може бути значно більш глибокий мінімум енергії. Просто між нами є певний бар'єр. Стіна, межа. Щось, що фактично не дає нашому всесвіту в цю прірву впасти і зірватися, тощо. Якщо ми кажемо про класичну фізику, то будь-яка стіна означає заборону. Якщо у нас немає енергії, то ви ніколи не зможете перелетіти через стіну. Це заборонено. Але наш світ насправді квантовий. А в квантовій механіці все інакше. В квантовій механіці існує так званий ефект тунелювання, який стверджує, що будь-яка частинка може пролетіти через будь-який бар'єр, навіть тоді, коли класична фізика це забороняє. І принаймні теоретично те саме може відбутися не для окремої частинки, а для самого вакууму. Тобто тунелює не електрон, не протон, тунелює сам стан простору. Сам наш вакуум переходить зі свого хибного мінімуму, який ми сприймаємо лише як найглибший, у справжній, значно більш глибокий. Так, ймовірність цього переходу дуже мала. Розрахунки дають час життя цього вакууму, ну, більший за вік всесвіту. Але час життя - це завжди ймовірність. От коли ми кажемо про радіоактивні ізотопи, от кажуть, наприклад, уран має життя 4,5 млрд років. Це не означає, що шматок урану буде існувати 4,5 млрд років, а потім оп, і він розпадеться. Ні. Це означає, що в середньому за цей час приблизно половина атомів урану розпадеться. А якщо ми візьмемо один конкретний атом, він може розпастися хоч першої секунди, хоч через 10 млрд років. Це ймовірність. І тут те ж саме. Ймовірність вакуум перейти з метастабільного, схибного у істинний стан дійсно дуже мала, але вона не нульова. Це означає, що ця подія можлива в будь-який момент. Причому, для цього навіть не потрібно, щоб це ставалося багато разів у багатьох місцях. Нам достатньо такого переходу лише в одній точці всесвіту і все. Відразу почнеться лавиноподібний процес і зупинити цей процес буде неможливо. Якщо будь-де у всесвіті відбудеться таке тунелювання, то у цьому області всесвіту утвориться відразу область нового вакууму. Це буде, ну, невеличка бульбашка, невеличкий міхур, ну, дуже маленький, мікроскопічний, але це буде міхур нового простору. Цей шматок вакууму, він почне падати в прірву. І він почне тягнути за собою весь вакуум навколо. Ця бульбашка почне розширюватися. І так, як цей процес, який не пов'язаний з рухом масивних об'єктів, його межа буде завжди рухатися зі швидкістю світла. Що це означає фізично? Фізично це означає, що з'являється область простору, де змінюється значення всіх фундаментальних полів нашого світу. Ну, і передусім, звичайно, що поля Хіггса. В лекції про те, як виникає маса, я розповідав, що поле Хіггса має ненульове значення всюди. От, якщо інші поля це море під нашими ногами, то поле Хіггса це море підняте на певну висоту. Але, якщо вакуум, якщо дно цього океану почне падати, то, зрозуміло, що і ця висота, вона теж почне змінюватися. А якщо врахувати, що саме через поле Хіггса всі частинки отримують свої маси, то зміниться абсолютно все. Якщо значення цього поля зміниться, зміняться всі маси. Частинки, які мали масу, наприклад, електрон, можуть її втратити. А от ті, що не мали, фотон, можуть отримати. Електрони можуть стати безмасовими або, навпаки, дуже важкими. Можуть електрони стати важчими за протон? Світло може взагалі зникнути. Світло може стати важким, як електрони. Зміняться всі константи взаємодій. Зміни, ну, коротше кажучи, не буде вже більше атомів. Атоми просто не зможуть існувати. Фактично, це буде абсолютно інший всесвіт з абсолютно іншою фізикою. У межах цієї бульбашки звичайна матерія просто не зможе існувати. Всі атоми втратять стабільність. Хімія зникне. Зірки, і планети, біологія, все зникне. Все це прив'язано до конкретних полів і до конкретних констант. Якщо вони змінюються, будь-які складні структури просто не можуть утворитися. Це зруйнує весь всесвіт. Ну, так, це створить щось абсолютно нове, але нашого всесвіту вже не буде. Причому, для нас особисто, цей процес був би миттєвим, бо межа цього вакууму, істинного вакууму, прийшла б до нас без попередження. Таку подію неможливо побачити. Ми не могли б її передбачити, зафіксувати. Будь-яка інформація завжди розповсюджується не швидше за швидкість світла. Так що, якщо такий міхур десь вже з'явився, якщо така бульбашка десь з'явилася, вона вже наближається до нас, її межа наближається до нас, і ми про це дізнаємося лише тоді, коли вона до нас дійде. Сигнал про наближення цієї бульбашки не може прийти раніше, ніж вона сама. Ну, точніше, не так. Ми про це не дізнаємося, бо не буде кому дізнаватися. В той момент, коли цей міхур, ця бульбашка проходить через нас, не залишається жодних фізичних процесів в звичайному сенсі. Тобто, немає вже кому щось відчувати, це усвідомлювати. Немає спостерігачів. Це іде стіна руйнації всіх законів природи. Вона миттєва. Вона без будь-яких предвісників. От, тільки що всесвіт існував і раптом його вже немає. І в цьому сенсі це дійсно справді повний і це справді раптовий кінець нашої реальності, який насправді може наступити в будь-яку мить. Звідки взяли-взялася ця ідея? Вона виникла не в якось там популярних книжках, вона виникла в квантовій теорії поля у 1970-х роках. Ключові фізики тут були Сідні Коулмен з Франком Делучією. Вони показали, як саме може відбуватися це тунелювання вакууму з метастабільного в істинний стан, як може народжуватися цей міхур нового простору, як він потім буде розширюватися зі швидкістю світла. І насправді в сучасній фізиці це в першу чергу пов'язана з полем Хіггса. От, саме параметри цього поля, ну, зокрема, маса бозона Хіггса та маса топ-кварка, це найбільш важка з усіх елементарних частинок. Саме вони визначають, чи є наш вакуум, в якому ми живемо, є абсолютним, чи він лише локальний, тобто, чи є він істинний, чи він є хибний. Чи живемо ми десь вже в найглибшій прірві, чи десь лише поруч, а вона знаходиться десь поруч з нами за парканом. Ну, пізніше це стало особливо актуально в рамках стандартної моделі і після відкриття бозона Хіггса в 2012 році ми отримали нарешті можливість підставити конкретні значення констант в нашу модель, конкретні числа в наші рівняння і оцінити, наскільки це правдиво. Було багато робіт, е-е, маса бозона Хіггса виявилася приблизно 125 гігаелектронвольт, е-е, маса топ-кварка, ну, знов-таки, вона виявилася майже на межі. Ми перебуваємо на межі між абсолютною стабільністю і зоною ризику. Розрахунки показують, що наш вакуум, скоріш за все, все-таки метастабільний. Це означає, що теоретично він є хибним і він дійсно може розпастися. От ви можете бачити якраз графік, який і каже, чи є наш, е-е, світ стабільним чи ні. От червоне - це зона нестабільності, зелене - це зона стабільності, а жовте між ними - це межа. Ну, е-е, ми маємо тут дві осі. По осі Y у нас тут маса топ-кварка, по осі X у нас тут маса бозона Хіггса. От ці еліпси, які ви тут бачите, це реальні виміри, які були проведені на Великому адронному колайдері. Ну, точно маси ми не знаємо. І ви можете бачити, що хоча ми знаходимося достатньо близько до зеленої зони, але ми при цьому знаходимося в жовтій зоні, в зоні нестабільності. Ну, бачите, от центр - це 173 гігаелектронвольта для маси топ-кварка, 125 гігаелектронвольт для маси бозона Хіггса. Це середні, знайдені станом на зараз, значення їх мас. Е-е, що ці значення нам показують? Якби маса топ-кварка була трохи меншою, 171 гігаелектронвольт, то все було б чудово. Ми б жили в ідеально стабільному світі. Якщо б вона була трохи більшою, 178, наш світ би миттєво розпався. А тут ми маємо 173. Так, це трохи ближче до стабільності, але не у ній. Причому, що цікаво, що це чи не єдиний сценарій кінця Всесвіту, який гіпотетично може запустити навіть людина. Нам для цього не потрібно там вибухати зірки чи створювати чорні діри. Нам достатньо лише в одній лабораторії, в одному місці Землі один шматок вакуум змусити перестрибнути з хибного в істинне положення і все. Фактично весь всесвіт буде приреченим. За долю секунди Земля зникне. За 8 хвилин зникне Сонце. За пару років почнуть зникати сусідні зірки. За десятки тисяч років зникне наша галактика. Цей процес піде без зупинки далі, далі, далі, далі. І інші цивілізації, навіть якщо вони існують, вони про це не дізнаються, поки цей міхур вакууму не знищить закони фізики в їх власних зоряних системах. І ми не дізнаємося, якщо хтось з них це вже зробив. Можливо, такий міхур вже наближається до нас. Просто це означає, що в одну мить, миттєво, раптово ми всі і вся наша реальність зникнуть. Це не вибух у звичайному сенсі. Це не якийсь там вогонь, це не ударна хвиля, це повна перебудова самої фізики. Фактично ми маємо сценарій не смерті матерії, а смерті законів, які дозволяють існування матерії. От я людина взагалі з дуже доброю фантазією. Колись давно, ну, в минулому житті, так би мовити, всередині нульових я був досить відомим письменником-фантастом. Я дуже багато публікувався, в мене і зараз стоїть на полиці ціла купа моїх власних книжок. Я не особливо часто згадую цю сторінку своєї біографії, особливо враховуючи, якою мовою я писав ці книжки і в якій країні вони тоді і видавалися. Ну, не те, щоб я цього соромився. Це частина мого життя. В той час вона була приємна. Мені було приємно там прийти якось на книжковий ринок Петрівка чи в якийсь книжковий магазин і от побачити на полицях своє прізвище да ще й зі своїм портретом на обкладинці. Це були 2005, 2006, 2007, 2008 роки. Тоді ринку української розважальної фантастики фактично не існувало, особливо такої легкої, пародійної, з гумором. Ну, так, що що було, те було. Це було насправді більше ніж 20 років тому, в зовсім-зовсім іншому світі. Я тоді, до речі, регулярно брав участь в різних фантастичних конвентах. Я був на Євроконах у Києві у 2006, в 2013 роках. Я зустрічався з багатьма достатньо відомими і не дуже відомими колегами по цеху. З деякими з них навіть підтримував достатньо довгі, ну, не те щоб товариські, але достатньо близькі відносини. З тих пір залишилися, звичайно, що спогади, залишилися що фотографії. Е-е, в кінці нульових я вже почав працювати в університеті, я писати майже перестав. Після 2013 року, так би мовити, ця сторінка мого життя, напевно, назавжди вже залишилася перегорнута. Тобто, писав то я і далі, але вже тільки для себе, для душі, ну, просто тому, що я завжди полюбляв створювати якісь фантастичні світи. Ну, а зараз все зрозуміло. Зараз колишні мої колеги по цеху, з якими я тоді спілкувався, зараз запустили би по моєму рідному Києву з задоволенням і по мені особисто, як там бомбу. І ці люди, які колись в дитинстві подарували мені безліч годин пригод у дивовижних світах, як виявилося, всередині себе весь цей час приховували дуже кривавих людожерів. Ну, але це життя, яке вже воно є. І от, е-е, в будь-якому разі, що я зберіг від цієї частини свого життя, так це те, що я досить гарно вмію висловлювати свої думки, досить гарно вмію формулювати довгі і захопливі тексти. І от кожна моя лекція тут, на Ютубі чи десь в аудиторії, це завжди така міні-постановка. Вона має інтригу на початку, вона має поступовий розвиток, вона має кульмінацію в кінці і епілог. Ну і звичайно, що я зберіг з тих часів це фантазія. Ну хоча фантазія, напевно, в мене завжди була. Я Я не писав про науку, бо наукою я займався професійно. Я завжди писав казки. Ну от, наприклад, одна з моїх книжок була про кільце з Володаря Перснів. І це кільце, насправді, з глибин Родройна, коли його туди Фродо Бэггинс кинув, телепортувалися якимось чином в наш Київ і за ним почали полювання всі місцеві сили добра і зла. Я там писав, як зомбі піднімаються на Лук'янівському кладовищі, йдуть штурмувати телецентр, цю відому будівлю у вигляді свічки. Я писав, як там на Корчуватському кладовищі з глибин піднімається костяний дракон, але йому протистоять відьми з Лисої гори, не даючи піднятися і знищити наше місто. Я писав, як з глибин Морії Середзем'я в Київ прибуває Халаронд, це позашлюбний син Елронда і Галадріелі, і він веде за собою армію балрогів. На захист На захист Києва з Києво-Печерської лаври пробуджується король Артур і лицарі Круглого столу, які весь цей час тут знаходилися у стані вічного сну, бо вони ще в часи Ярослава Мудрого емігрували сюди під час норманської навали і присягнули князю берегти цю землю. А в цей час на дні Чорного моря пробуджується Ктулху і темні еманації Ктулху якраз і перетворили глибини Чорного моря на мертвий сірководень. А з Британії в Борисполі прибуває спецагент корони, чародійський аллігатор. І всі в цей час воюють за кільце проти всіх, але коли все зовсім перекручується, то врешті-решт світ рятує простий хлопець Олег, який насправді є київським князем, що не загинув колись від укусу змії, а перетворився на вічного вампіра і дав собі слово захищати цю землю. Так що з фантазією у мене завжди все було добре. І це, до речі, досить добре допомагає в науці, бо науковець, справжній науковець, має не тільки рахувати формули, а й вигадувати весь час щось нове. Тобто має можливість дивитися на звичні речі під зовсім іншим кутом. Але навіть мені, навіть з усією моєю фантазією, важко уявити, як би цей процес перетворення хибного [сопіння] вакууму у істинний вакуум відбувався. Я не можу уявити собі цю трансформацію. От я можу доволі легко уявити теплову смерть. Порожній, холодний всесвіт. Я можу уявити великий розрив. Як галактики розлітаються, зорі розсипаються, атоми рвуться. Велике схлопування я теж можу уявити. От це стискання речовини, густина зростає, все повертається в начільному стані, температура збільшується і врешті-решт у нас все схлопується в сингулярність. Картинка більш-менш зрозуміла. А от сценарій з хибним вакуумом я уявити не можу, бо тут руйнується фактично не матерія в межах законів фізики, а самі закони фізики. Ну, але якось давайте все ж таки спробую це зробити. В якомусь дуже далекому регіоні простору випадково відбулося якесь тунелювання вакууму. Народилася бульбашка істинного вакууму. Спочатку ця бульбашка мікроскопічна, субатомна. Але, якщо цей перехід вже стався, назад дороги немає. Оцей енергетично вигідний стан, він поступово поступає розширюватися. Межа цієї бульбашки, цього міхура, вона росте зі швидкістю світла. На цій межі змінюються значення фундаментальних полів. У старому вакуумі поле Хіггса мало одне значення, у новому інше. Це означає, що частинки по два боки цієї межі мають різні маси. Це означає, що всі константи нашого світу змінюються. Ця межа поступово розширюється. Вона проходить через міжзоряний простір. Там матерії досить мало. Тому в цей час нічого видовищного не відбувається. Ну, от просто фотони, що летять, більше не можуть існувати в тому вигляді, як вони були. Частинки змінюють свої властивості. Старі старі квантові стани вже більше не є допустимими і потрібна повна перебудова світу. Коли ця межа досягає певної зорі, зоря знов-таки не вибухає. Вона просто перестає бути стабільною. Якщо маси частинок інші, якщо всі сили взаємодії інші, то ядерний синтез вже не працює так, як він працював раніше. Рівновага руйнується миттєво. Структура будь-якої зорі в цей час розпадається. Якщо ця межа проходить через планету, то знов-таки атоми втрачають можливість бути стабільними. Електронні орбіти вже будуть іншими. Хімічні зв'язки руйнуються. Гравітація, напевно, все ж таки збереже свою роль, хоча і вона може змінитися. От я казав, гравітація визначається не тільки масою, а гравітація визначається всіма формами енергії і імпульсу. Тому, якщо змінюються фундаментальні константи, то і викривлення часу буде іншим, і викривлення простору буде іншим. Змінюється простір, змінюється час. Це не повільний процес. Немає жодного часу якось прореагувати. Немає хвилин, немає секунд, немає нано, піко, фемтосекунд, нічого немає. Межа проходить зі швидкістю світла. Всі процеси, які б нам дозволили хоча б якось це зафіксувати, значно повільніші. Попередження принципово неможливе. Всесвіт при цьому, звичайно, що не знищується. Він просто переходить в новий стан. От, за межею цього міхура, всередині продовжує існувати простір, можливо, інший. Можливо, там, знов-таки, утворюються якісь структури, вже не атоми, щось, чого немає в нашому світі, навіть аналогів немає, ані назв. Там інша фізика, інші частинки, інші закони. Можливо, ми в принципі не змогли б це побачити, бо ми бачимо світло, а фотони в цьому міхурі можуть раптово отримати масу. І замість того, щоб вільно там подорожувати у просторі, вони будуть збиратися під дією гравітації, і у нас будуть якісь фотонні кулі, фотонні зірки. Можливо, там взагалі жодної складної матерії не буде, чи навпаки, вона стане ще більш складною. Можливо, в цьому новому всесвіті пройде кілька мільярдів нових років, і там, знов-таки, відбудеться якась еволюція, і там, знов-таки, ця матерія збереться у щось нове, і це нове буде новим життям, і воно буде задумуватися, що ж це за дивний процес породив їхній світ, так само, як ми задумуємося про великий вибух. Причому, реально, е, сучасна космологія багато в чому наш світ саме так і розглядає. Тобто, ми вважаємо, суча- су- що сучасна оця космологічна інфляція, яка розширила наш світ, якраз і була переходом з іншого хибного вакууму в наш. При цьому це не глобальний вибух десь там в центрі всесвіту. Немає центру. Оцей міхур, ця бульбашка, може виникнути будь-де. І для свого поширення вона не потребує жодного середовища. Вона просто відбувається тому, що цей новий стан більш енергетично вигідний. І, мабуть, з усією моєю фантазією, тут проблема в тому, що в нас немає образів цього руйнування. У нас немає такого полум'я, ударної хвилі. У нас просто є принципова заміна рівня реальності. У нас є перехід всіх законів, всіх конфігурацій всесвіту з одного рівня в інший. Ну, і єдине, що в цьому сценарії радує, якщо таке дійсно станеться, то просто не буде ніякого часу це відчути. Просто раптово все миттєво зникне. Крапка. Отакі от у фізиків є чудові сценарії майбутнього для нашого всесвіту. Причому насправді вони досить імовірні. Чи варто їх нам боятися? Е-е, ну, мабуть, якщо ми кажемо про точку зору фізики, то, напевно, ні. Всі ці сценарії лежать на межах космологічних горизонтів. Вони виходять далеко за межі будь-якої біологічної чи цивілізаційної перспективи. Коротше кажучи, коли це станеться, то не буде ані життя, ані людей, ані в цілому нашої планети. От я, наприклад, абсолютно не азартна людина. Я ніколи в житті не грав в жодні азартні ігри на гроші, я не брав участі в жодній лотереї. Я абсолютно не схильний до азарту, такий собі фізик-флегматик. Але якщо б мені потрібно було зробити певну ставку, я б поставив на перше місце в в списку тих кінців світу не якийсь там фізичний процес, а банальний, наприклад, штучний інтелект. Який, на мою власну думку, знищить наше людство в перспективі не десь в сотні років, а буквально, можливо, навіть при житті нинішнього покоління. Так що лякатися кінця світу фізичного, коли можливі кінці світу, створені людиною, значно швидше, на порядки швидше, нам абсолютно не варто. Ну, і якщо так, то давайте вже підведемо певні підсумки. І почнемо ми з того, що ми спробуємо класифікувати всі ті сценарії, про які я казав, по критерію, ну, так би мовити, рівня впевненості науковців у тому, що це станеться. Е-е, перша група сценаріїв - це те, що станеться практично гарантовано. Сюди, наприклад, відноситься смерть Сонця. Еволюція зір. Вичерпання термоядерного палива. Перехід до епохи оцих темних вироджених об'єктів. Це не те, що якісь там гіпотези про невідомі поля, невідомі константи. Це пряме продовження зіркової еволюції, пряме пряме продовження законів гравітації. Тепловий кінець будь-якої зорі - це не сценарій фантастичного фільму. Це наслідок другого закону термодинаміки. Тут немає варіантів. Це просто станеться. Чудово відомо коли, чудово відомо як. Е-е, другий рівень - це сценарії, які мають досить велику часову невизначеність, але при цьому вони досить імовірні. Ну, в першу чергу тут питання розпаду протонів. В межах стандартної моделі він дійсно стабільний, але в багатьох інших сценаріях, які розглядає сучасна наука, ні. Це означає, що звична нам матерія, яка складається от з баріонів. Баріон - це частинка, яка складається з трьох кварків, і протон є одним з прикладів такого баріона. Це щось не вічне. Але поки що ми маємо лише певні обмеження на рівні стабільності. Якщо розпад протона дійсно буде відкрита, то цей сценарій одразу переміститься в категорію практично гарантовано, але з дуже-дуже-дуже великим часовим горизонтом. Ну, і нарешті третя група сценаріїв - це те, що залежить від параметрів, про які ми поки що не знаємо. От, наприклад, сценарій стабільність вакууму. Він визначається формою потенціала Хіггса, а вона чутлива до маси топ-кварка і самого бозона Хіггса. Як я казав, сучасні дані ЦЕРНу показують, що ми знаходимося десь на межі. Поруч стабільність, поруч метастабільність. Але остаточний висновок, він потребує більш досконалих експериментів, менших похибок, в першу чергу, по визначенню маси топ-кварка, тому тут нам є куди рухатися. Аналогічно, якщо ми кажемо про сценарій великого розриву, то він залежить від параметрів темної енергії. Для певних параметрів він можливий, темна енергія іноді може все розірвати, при інших значеннях ні. Знов-таки, тут нам потрібні більш точні космологічні вимірювання. Ну, що робити? Шукаємо далі. Ну, і врешті-решт, є четверта група сценаріїв, які дуже спекулятивні. Я про ці сценарії навіть не казав. Це, ну, наприклад, модель мультивсесвіту, який супроводжується переходом між різними станами. Це ідеї, що наш всесвіт є лише однією бульбашкою серед багатьох. Це ідея, що вся наша реальність є симуляція і якийсь зовнішній надрозум може цю симуляцію в будь-який час змінювати. Так, ці моделі можливі в рамках певних теоретичних рамок, але вони не мають експериментальних підтверджень, тому вони поки що залишаються лише певними, ну, філософськими роздумами, філософськими екстраполяціями. Звичайно, що ця класифікація не є остаточною. Вона може змінюватися, і я впевнений, що вона зміниться, будуть по- проведені нові вимірювання, тощо. Але поки що воно саме так. Ну, і що ж далі? >> [зітхання][хекання] >> Станом на зараз ми маємо список відкритих питань. Ну, по-перше, ми повинні більш точно виміряти масу бозона Хіггса і топ-кварка. Ми повинні зменшити параметри стандартної моделі, це дозволить нам переконатися або у тому, що вакуум наш дійсно стабільний, або у тому, що вакуум може розпастися. По-друге, нам потрібно більш точно визначити параметр W для темної енергії і перевірити, чи дійсно вона змінюється з часом, і якщо так, то як вона змінюється. По-третє, нам треба провести більш точні визначення розпаду протона, чи є він чи ні, якщо так, то який час його життя. Далі нам потрібні нові космологічні місії, тощо. Коротше, ми шукаємо далі. Я дуже сподіваюся, що штучний інтелект не знищить наш світ, що ми всі не згоримо у якійсь ядерній війні і врешті-решт фізикам вдасться вигадати щось краще для нашого майбутнього, або навіть вигадати якийсь сценарій, який дозволить нам врятуватися від цих неминучих сценаріїв кінця світу. Так що можна сказати, що кінець світу у сучасній фізиці це не якась конкретна історія, а це великий спектр можливостей. І ці можливості мають зовсім різний рівень надійності. Сценарії кінця світу охоплюють весь спектр від практично гарантованих до дуже, дуже, дуже спекулятивних теорій. Чи варто нам цього лякатися? Жодного сенсу немає. Так, фізичний кінець світу буде. Він неминучий. В цьому немає жодних [сопіння] сумнівів. Еволюція зір, термодинаміка, космологічне розширення, вони всі описуються законами, які дуже гарно перевірені і в лабораторіях, і в астрономічних спостереженнях. Сонце обов'язково пройде фазу червоного гіганта. Всі зорі обов'язково вичерпають свої запаси палива. Всі галактики обов'язково згаснуть. Всесвіт у далекому стані завжди перейде до максимальної ентропії. Завжди всі джерела енергії зникнуть. Не буде можливості підтримувати будь-які складні структури. Це не гіпотеза, це прямий наслідок відомих фізичних теорій. І ми нічого з цим зробити не можемо. Мова йде про глобальні властивості всесвіту, а не про якісь там локальні інженерні задачі. Будь-яка складно організована матерія зникне. Тут немає варіантів або-або. Якщо всесвіт старіє, то будь-яка складна структура, яка існує завжди завдяки певній зовнішній енергії, завдяки певній різниці потенціалів, рано чи пізно втратить своє поле. Це не питання, чи станеться щось подібне. Це питання, коли саме воно станеться і в яких деталях. А от лякатися того, що ми в принципі не зможемо змінити, ну, це витрачати енергію на на боротьбу з самим фактом причинності. Це марно, це це непродуктивно. Але в одночас ми повинні чудово усвідомлювати масштаб. Всі ці сценарії розгортаються на проміжках у мільярди, трильйони, мільярди, мільярдів, мільярдів років. Якщо протони не розпадаються, якщо вакуум не хибний, то до початку темної ери у нас ще 10 в 10-й в соті років. Це 10 в степені гугол років. Це настільки велике число, що, напевно, тільки математики можуть його повноцінно осягнути. Це масштаби, які не мають до нас жодного прямого стосунку. Вони не мають стосунку до нашої цивілізації, навіть в найближчі століття, тисячоліття, мільйоноліття. У людства ще безліч можливостей для життя, для науки, для технологій. Ми навіть це поки що все не можемо уявити. Космос нам не ставить якісь ультиматуми: "Ви всі завтра загинете". Ні. Він каже: "Ви дійсно загинете, але часу на дії у вас ще більш ніж достатньо". Так що, на мою думку, людству все ж бажано зберегти себе прямо тут і прямо зараз. Тут немає сенсу думати про теплову смерть всесвіту, про розпад протонів, про бульбашку істинного вакууму і водночас ефективно руйнувати єдину планету, яка в нас є. Це нелогічна поведінка. Так що, поки вчені вивчають еволюцію зір, поки вчені вивчають космічне розширення, прості люди, ну і в першу чергу політики, часто-густо нездатні усвідомити свою відповідальність навіть за нашу єдину, дуже маленьку, дуже поки що слабку цивілізацію. Нажаль. А от якщо людство виживе, ну от тоді хай вже потім, десь там, в далекому-далекому майбутньому, коли з'являться якісь постлюди або може пости штучні інтелекти, або інші форми розуму, от хай вони вже спробують оці всі фундаментальні космічні проблеми якось вирішити. Можливо, вони навчаться якось там маніпулювати енергією чорних дір. Можливо, вони знайдуть якісь нові стани матерії. Можливо, вони знайдуть якось, як можна продовжити життя в цьому холодному вакуумі, холодному всесвіті. Але це буде їхній горизонт, їх, не наш. Ані нас, ані навіть матеріальних свідків нашої культури, нашої цивілізації тоді вже не буде існувати. І насправді, жодної трагедії в цьому немає, бо будь-яка скінченність - це фундаментальна властивість нашої реальності. І все, що має початок, обов'язково має мати свій кінець. Тому нам абсолютно не варто боятися фізики. Фізика не пророкує. Фізика лише описує закономірності, які абсолютно неминучі. І робить вона це з максимальною точністю, на яку вона здатна. І як на мене, то найголовніше - це саме берегти той час, що в нас вже є. І робити світ кращим у тих межах, які нам доступні. Ну, я намагаюся сам так робити, в тому числі і цими лекціями. Багато хто це не розуміє. Як казала одна моя знайома, навіщо ви взагалі цим займаєтеся? Треба робити тільки щось гарне для себе коханої і ті тільки за гроші, причому бажано за великі. Ну, але от вже такий я, як є. Трох- трохи відірваний від реальності, розмірковуючи про кінець світу, про долю людства. Я сподіваюся, що доля людства в нашому світі все ж таки буде позитив. Ну, десь так. Ну, і мабуть, на цьому все. Сподіваюсь, вам було цікаво. Дякую, що ви мене послухали. Дякую за увагу. До побачення і до нових зустрічей.