Прошлое и будущее Вселенной

Свет от галактик, за исключением самых близких, доходит к нам покрасневшим. Линии в их спектре, вместо того чтобы занимать раз и навсегда отведенное им место, систематически сдвигаются в сторону красного конца. Этот сдвиг тем больше, чем дальше они удалены. Самое простое объяснение этого феномена состоит в том, что галактики удаляются друг от друга, поскольку Вселенная расширяется.

Все, по-видимому, началось 15 млрд. лет назад. Вселенная была тогда невероятно горячей и плотной и состояла из одной лишь энергии. Внезапно она взорвалась - это событие так и называют:

Большой Взрыв- - и начала расширяться. С тех пор она не прекращает расширяться и охлаждаться.

Скопления галактик

Если брать очень большие масштабы, то выяснится, что Вселенная состоит из скоплений галактик. Представленное здесь скопление из созвездия Волосы Вероники включает более тысячи галактик, которые занимают пространство поперечником в 20 млн. световых лет. Расстояние — приблизительно 250 млн. световых лет.
Прошлое и будущее Вселенной


Cовременное представление о строении Вселенной

Вглядываясь в звездное пространство, мы все дальше и дальше проникаем в прошлое, к тем временам, когда Вселенная была гораздо горячее, чем сегодня. Из глубин космоса до нас доходит излучение, образовавшееся в ту эпоху, когда температура Универсума достигала 3000 К. Это самый древний след первоначальной Вселенной.
Прошлое и будущее Вселенной


От элементарных частиц к галактикам

Эволюцию Универсума в первые моменты после Большого Взрыва можно восстановить благодаря исследованиям элементарных частиц в физических лабораториях. Первоначально Вселенная представляла собой этакую мешанину из элементарных частиц, которые двигались во всех направлениях со скоростями, близкими к скорости света. В результате беспрестанных столкновений одни частицы исчезали, другие возникали. Вскоре в реакциях ядерного синтеза начали образовываться легкие атомные ядра. Наступил относительно спокойный период развития Вселенной. Она лишь продолжала расширяться и охлаждаться. На этом этапе свет не мог распространяться далеко: кванты света постоянно вступали во взаимодействие с частицами, которые попадались на пути, и Вселенная была непрозрачной. Через 300 или 400 тысяч лет после Большого Взрыва, когда температуря Вселенной упала ниже 3000°С, атомные ядра начали захватывать электроны и образовывать первые атомы, а свет смог свободно распространяться. Вселенная сделалась прозрачной. Это первое излучение можно поймать и сегодня в виде очень слабых радиоволн, приходящих со всех сторон из космоса. Это самый древний след от первоначального Универсума из доступных астрономам. Через несколько сот миллионов лет начали формироваться первые галактики. Точный механизм их образования до сих пор остается загадкой. И наконец, в галактиках появились первые звезды.

Модели Вселенной

Вселенная может быть закрытого типа с чередованием периодов расширения, когда радиус растет, и сжатия, когда он уменьшается; открытого типа
с бесконечным расширением; стационарного типа без начала и конца. Современные наблюдения заставляют предполагать, что наша Вселенная
открытая.
Прошлое и будущее Вселенной


Будущее Вселенной

Если ныне происходящее расширение Вселенной продолжится, то она будет становиться все более пустой, поскольку галактики удалятся друг от друга на слишком большие расстояния. Тогда космос чересчур охладится, и постепенно все звезды погаснут. Но существует и иная возможность: Вселенная прекратит расширяться и начнет сжиматься. В какой-то момент она достигнет колоссальных температур, которые уничтожат все, вплоть до атомных ядер. Это будет уже Большой Конец. В любом случае катастрофа произойдет не завтра, а по меньшей мере через 100 млрд. лет...

Все зависит от количества вещества, которое содержит Вселенная. Эйнштейн установил, что звезды своей массой искривляют Вселенную, словно шары, положенные на пуховую перину. Чем больше вещества в единице объема, тем сильнее кривизна. Если эта плотность меньше определенной величины, то Вселенная будет расширяться до бесконечности и она открытого типа. Напротив, если плотность равна критической величине или превосходит ее, то неизбежно настанет момент, когда расширение прекратится и Универсум начнет сжиматься. Сил притяжения между галактиками
вполне хватит для того, чтобы остановить их разбегание и заставить сближаться друг с другом. Это Вселенная закрытого типа, и она со временем неизбежно вернется к своему первоначальному сверхплотному состоянию.

Ученые полагают, что наша Вселенная все-таки открытого типа и, следовательно, обречена на постоянное расширение. Однако, возможно, ее масса в действительности значительно больше, чем считают сейчас. В таком случае судьба Универсума может сложиться иначе.

Удивительный космический ковер

Эта карта, полученная с помощью ЭВМ, показывает, как распределяются на небе около миллиона галактик, зарегистрированных одной из американских астрономических обсерваторий. Как мы видим, они группируются в основном на стенках больших ячеек, практически пустых внутри.


Прошлое и будущее Вселенной