1.6. Дорога по указателю «долго»

Спектр процессов между человеческой жизнью и жизнью вселенной будет куда богаче, чем разновидности микропроцессов, хотя те и расположены на гораздо бóльшей шкале временных масштабов. Чтобы пройтись по дороге в сторону длительных интервалов времени, нам будет необходимо окунуться в историю и даже заглянуть в будущее.

То, что мы понимает под историей, это обычно рассказы о жизни народов и государств в прошлом. Эры расцвета культуры, кровавых войн и великих переселений – все это в нашем путешествии будут только первым шагом на пути к промежуткам времени, которые, воистину можно назвать эрами. Точками отчета в истории человеческого общества обычно являются моменты заката значимых держав. Так, например распад Римской империи ознаменовал начало средних веков. Однако все империи просуществовали разные промежутки времени,  поэтому в истории нет точного интервала, который соответствовал бы понятию эпоха. СССР распался в 69 лет с момента своего образования, и это однозначно было концом эпохи. Учитывая то, что средняя продолжительность жизни соизмерима с этим периодом, то многие люди родились и умерли в СССР, другим посчастливилось наблюдать смену эпох. Однако то, что в нашей стране привыкли называть эпохой, в других странах порой совсем не связано с продолжительностью жизни их государства. США в 2006 году исполнилось 230 лет, но и там, естественно, жители разделяют свою историю на эпохи. США, несмотря на свой статус сверхдержавы еще молодое государство, которое не успело испытать на себе распадов и революций меняющих облик страны.

Периодичности революций и смутного времени так же нельзя присвоить среднестатистический норматив. Российская империя просуществовала 190 лет, сохраняя все это время абсолютную монархию и одну династию царей. Если прибавить к этому Киевскую Русь и Московское Царство, предшествующие Российской империи, то всего история монархии России будет насчитывать 1055 лет. Китайская империя, сменившая за свою историю около 15 династий императоров прекратила свое существование на 2122 году, примерно в одно время с Российской. Государство, строй которого дольше других был нерушимым, это Царства Древнего Египта во главе с фараонами. Когда Древний Египет был окончательно захвачен в походе Александра Македонского, разница во времени между первым и последним фараоном составила около 3100 лет.

Древний Египет является рекордсменом еще и в другой области, там 6000 лет назад зародилась первая цивилизация. Предшествовало этому одно важное событие, которое произошло за тысячу лет до зарождения древнеегипетской цивилизации, а именно возникновение письменности. По грандиозности открытия письменность можно сравнить разве что с печатным станком или компьютером, и то вряд ли тут уместны сравнения.

Письменность позволила людям сохранить научное и культурное наследия, которые к тому же стали увеличиваться. Теперь информационный запас не был ограничен памятью старейшин. Знания записывались и сохранялись, это дало сильный толчок к развитию цивилизации, если не сказать, что было инициатором этому. Кроме того письменность помогла людям создать законы. Записанные на носитель будь то глина, папирус или бумага, они сохраняться в неизменном виде. Теперь стало нельзя по-разному трактовать правила и обычаи, поскольку появились каноны, с которыми всегда можно свериться. Возникновение математики так же было бы невозможно без письменности. Кроме того письмо ускорило процесс обучения. Ведь если из поучительного рассказа что-то можно упустить или не понять, то читая книгу, есть время вдуматься. Более того из книги читатель может быстро извлечь только нужную информацию, что не получится сделать с лекцией. Однако изначально читать и писать умели не все, и это способствовало сильному расслоению общества на касты. Однозначно можно сказать, что в древности люди обученные грамоте никогда не копали землю. Развитие письменности и в дальнейшем играло большую роль. Печатный станок совершил прорыв в области образования. Ранее, когда манускрипты переписывались, их доступность для населения была ограничена. Печатные издания уменьшили стоимость книг и содействовали развитию индустриального общества. С печатью появилось авторское право. В XX веке радио, телевидение, компьютер и интернет произвели следующую революцию – информационную. Сейчас с помощью этих средств, все знания на Земле распространяются мгновенно. Компьютеризация так же многократно увеличила скорость накопления и обработки данных. Есть ирония в том, что сегодня среда интернета постепенно отменяет авторское право, введенное в свое время печатным станком. Начало всему этому процессу развития было положено, когда кто-то 7000 лет назад догадался для передачи информации вместо рисунков использовать идеограммы.

Отдельные города существовали и до этого, но их нельзя было назвать цивилизацией, поскольку на протяжении тысячелетий в них не происходило никакого видимого развития. Древнейший из известных городов – Иерихон, основан 11 тысяч лет назад. Все крупные города каменного века выросли из мелких деревень в естественном процессе урбанизации, здесь не замешаны никакие революционные технологии, чего нельзя сказать про возникновение первых поселений. 12 тысяч лет назад люди осознали, что если посадить в землю зерно, то оно прорастет в сельскохозяйственную культуру. Больше не было нужды скитаться в поисках пищи. Примерно в это же время пришла идея разведения животных. Переход к оседлой жизни называют неолитической революцией и, как в любой революции здесь не обошлось без смены руководства. Период истории, начиная с первых поселений и до рождения цивилизаций, уникален тем, что это была единственная эра, когда правили женщины. Эпоха матриархата отмечена ростом населения на планете, чему свидетельствует возникновение первых городов. Причина этого кроется в том, что выживание людей стало зависеть не от ежедневной удачи (добычи охотников или собранных плодов), а от сезонной (урожая).

Одновременно с неолитической революцией 12 тысяч лет назад закончился последний ледниковый период, начавшийся 20 тысяч лет назад. Люди смогли пережить его во многом благодаря более раннему изобретению. 25 тысяч лет назад человек изобрел нить и шитье, это позволило создавать более теплую и практичную одежду. Надежная одежда и обувь способствовала миграции, когда 25 тысяч лет назад люди впервые проникли на территорию Америки. До этого Гомо Сапиенс обитал только в старом свете, территорию которого он делил с другим разумным подвидом – неандертальцами. Это была параллельная ветвь эволюции человека, которая закончилась вымиранием 30 тысяч лет назад. Если не считать генотипа и некоторых различий в строении тела, то неандертальцы не так уж сильно отличались от нас. Они использовали орудия для труда, для охоты и для развлечений. Известно, что обладали музыкальными инструментами. Неандертальцы имели верования, знали целительские средства и даже научились наскальной живописи. Первые пещерные рисунки датируются 35-тысячелетней давностью, и некоторые из них были сделаны неандертальцами, перед тем как те канули в лету. 50 тысяч лет назад Гомо Сапиенс расселился на Ближний Восток, в Азию, в Австралию и в Европу, в которой до этого обитали только неандертальцы. Там произошли их первые контакты. Одна из теорий, объясняющих причину исчезновения неандертальцев, заключается в том, что они были вытеснены Человеком Разумным. Другая теория утверждает, что неандертальцы просто не смогли приспособиться к климатическим изменениям наступающего ледникового периода.

Вымирание одних видов и успешное эволюционное развитие других кажутся очень длительными процессами, но только не в рамках космических интервалов времени. В космосе эволюция даже самых недолго живущих объектов по земным меркам кажется застывшей. Максимальное время жизни коллапсара, наиболее нестабильного объекта из газа с массой более 50 солнечных, который не стал звездой, а сформировал черную дыру в центре, составляет 100 тысяч лет. За это время черная дыра должна поглотить все вещество. Коллапсар немного похож по свойствам на звезду, но любая из звезд живет намного дольше.

В истории всей вселенной, особенно учитывая ее логарифмический характер, тоже можно найти значимый временной интервал, который произошел быстрее, чем успевают сгореть звезды. Самое последнее и наиболее длительное событие, которое мы рассмотрели в хронологии большого взрыва, было создание ядер легких элементов. Оно длилось три минуты, а следующий переломный момент случился только через 380 тысяч лет. Столько времени должно было истечь, чтобы температура достаточно снизилась, и смогли сформироваться атомы. До этого все 380 тысяч лет вселенная пребывала в состоянии раскаленной плазмы. Атомные ядра не могли захватить электроны, поскольку энергия окружающей среды была очень высокой. Свет не мог свободно распространяться, едва испущенный он мгновенно поглощался. Только в момент, когда ядра пленили электроны, энергия которых снизилась, и преодоление электромагнитного притяжения стало невозможным, тогда излучение отделилось и свободно покинуло рожденные атомы. Этот свет распространяется, и по сей день, но за счет расширения вселенной длина его волны уменьшилась, и сегодня мы наблюдаем его как остаточное микроволновое излучение, идущее со всех сторон космоса. На его основе главным образом изучается теория большого взрыва, оно же и послужило первым ее доказательством. На тот момент, когда свет отделился от вещества, вселенная стала прозрачной. Поскольку никаких других источников света не было до образования первых звезд, поэтому наступившую для вселенной эпоху называют космическими темными веками. Тогда вселенная состояла из газа, который в массовом отношении имел 75% водорода, 25% гелия и одну миллионную долю примеси лития. Остальные элементы появились позже, однако и сегодня их доля составляет лишь 0.1% относительно общего количества водорода и гелия.

Далее мы часто будем перескакивать от земных интервалов к космическим, это поможет наглядно почувствовать их разницу. Что касается человека, считается, что окончательно наш вид сформировался в период 300 тысяч – 200 тысяч лет назад, поэтому мы можем гордиться тем, что человечество старше некоторых звездоподобных объектов. Где-то примерно в то время развитие нашего предка Гомо Эректуса (Человека Прямоходящего), пошло по двум ветвям, Гомо Неандерталенсис в Европе и Гомо Сапиенс в Африке. Объем мозга наших непосредственных предтечей был уже практически сравним с размером мозга современного человека, хотя черты лица еще напоминали обезьяньи. 500 тысяч лет назад Гомо Эректус расселился по всей Евразии. В то время жило множество других разновидностей человека, их еще называют питекантропами. Гомо Эректус выделяется тем, что именно он стал предком современного человека, остальных постигла участь неандертальцев. Полтора миллиона лет назад Человек Прямоходящий освоил один из самых важных инструментов так необходимый нам сегодня, он научился обращаться с огнем. Ни одно другое животное не покорило эту стихию. Без огня вообще немыслимо дальнейшее развитие технологий человечества. Создание керамики из глины, стекла из песка, металлов из руды, пороха из серы, пластика из углеводородов; преобразование энергии угля в паровом двигателе и энергии нефти в двигателе внутреннего сгорания; а так же выработка электричества – все это и многое другое не было бы доступно человеку не сумей он обуздать огонь. Освоение огня стало главным достижением Человека Прямоходящего, который произошел 1.8 миллионов лет назад в Африке.

Несмотря на то, что Человек Прямоходящий распространился по трем материкам, именно из африканских Гомо Эректусов произошел первый Гомо Сапиенс. Африка вот истинная колыбель человечества, там жили и первые гоминиды*, среди которых был непосредственный предок Гомо Эректуса. Его называют Гомо Хабилис (Человек Умелый). Хочется отметить, что вместе с ним в Африке обитало множество других ранних гоминидов, их окрестили парантропами. Все они вымерли, так же как впоследствии питекантропы и неандертальцы. Человек Умелый недаром получил такое имя, он первый научился пользоваться инструментами. Это произошло, когда человек еще не умел толком говорить, его речь была похожа на сигнальную систему животных, а размер мозга был почти в два раза меньше. Тем не менее, уже тогда Гомо Хабилису хватило ума, чтобы создать каменное рубило. Первый инструмент, положивший начало каменному веку, отличался от подручных средств, таких как палка или камень, которые умеют использовать и животные. Это было приспособление, специально изготовленное для дальнейшего многоразового использования, в том числе для создания других инструментов. Благодаря этому у человека начало развиваться абстрактное мышление. Он не видел первичных целей, когда делал рубило, но понимал, что сможет использовать его в будущем. Создание орудий труда было одним из первых проявлений абстрагирования, того, что сделало нас людьми, а нашу речь превратило из простой сигнальной системы в мощный инструмент коммуникации.

Гомо Хабилис появился 2.5 миллиона лет назад, а тех гоминидов, из которых он произошел уже трудно назвать людьми. Это скорее были приматы, в том смысле слова, который мы употребляем сегодня, говоря о братьях наших меньших. Покрытие шерстью Австралопитеки, вопреки названию жили в Африке* и были не больше полутора метров в высоту. Говоря об их достижениях можно сказать разве что ироничное: «слезли с деревьев». За все важные изменения в физиологии и поведении этих гоминидов ответственна окружающая среда, а не они сами. На переход приматов к наземному образу жизни оказало влияние масштабное исчезновение африканских лесов. На месте их привычных ареалов обитания возникли саванны. Это привело к тому, что австралопитеки начали ходить на двух ногах. Физиологическая перестройка и укрепление таза сыграла с самками злую шутку, им стало тяжело и больно рожать. У матерей при родах было больше шансов выжить, если бы дети рождались слабыми и неразвитыми. А в природе за счет естественного отбора всегда реализуется то, что способствует выживанию. Однако теперь требовалось больше времени, чтобы вырастить потомство, и самцы были вынуждены привязываться к самкам. Где-то тогда и были заложены основы института семьи. Климат в саваннах жарче, чем во влажных тропических лесах, поэтому вдобавок к хождению на двух ногах приматы постепенно начали лишаться шерсти, а их пот с маслянистого менялся на водянистый. Это способствовало лучшему охлаждению тела и, следовательно, повышало шансы выжить. Таким образом, люди приобретали свой современный облик «лысых приматов».

Австралопитеки произошли в свою очередь от Ардипитеков 4.5 миллиона лет назад. Археологическая находка этого древнего примата в 1992 году наделала много шуму, ведь именно Ардипитек оказался тем самым недостающим звеном эволюции между обезьяной и человеком. По-видимому, Ардипитек еще не умел ходить на четырех конечностях, а внешним видом больше напоминал шимпанзе, чем человека.

Теперь хотелось бы поговорить об эволюции и об ошибках, которые допускают, рассуждая о ней. Сложно придумать более глупый вопрос, чем тот, что обычно приводят в качестве контраргумента эволюции: «почему сегодня обезьяны не превращаются в людей». Во-первых, если уж на то пошло, этот процесс ведь не за один день произошел, а за несколько миллионов лет. Но, прежде всего, неправильно говорить, что человек произошел от обезьяны. Мы происходим не от тех обезьян, что сидят в клетках зоопарков, а от древних приматов, которых сегодня уже не встретить в природе. Поэтому правильное высказывание должно звучать так: мы с обезьянами имеем общих предков одного вида, часть из которых пошла по одной ветви развития и стала людьми, часть по другим ветвям и стала современными обезьянами, а часть вовсе вымерла. То же самое, можно сказать и про всю живую природу: у нас с любым из живущих сегодня созданий был один общий родственник (см. рис.12). Вообще срок существования отдельного вида на земле в среднем не более 4 миллионов лет, по истечении этого срока, он либо сильно изменяется, таким образом, превращаясь в другой вид или в несколько видов, либо вымирает.

Последний совместный предок человека и шимпанзе существовал 6 миллионов лет назад, он эволюционировал во множество видов, из которых в наши дни выжили только человек и шимпанзе. Если мы отмотаем пленку дальше, то доберемся до общего предка с гориллой и орангутангом, обитавшего 12 миллионов лет назад. Его назвали Дриопитеком. Он был обезьяной, в привычном смысле этого слова, лазил по деревьям и питался фруктами. Все приматы, в конечном счете, произошли от некоторого общего предка, который жил еще в период разделения отрядов млекопитающих. А случилось данное явление по одной интересной причине.

Но перед тем как объяснить причину возникновения многообразия млекопитающих, снова вернемся к звездам. Зарождение звездных систем соизмеримо по длительности с эволюцией человека от древних приматов. За 10 миллионов лет из протопланетного диска формируется светило и планеты возле него. Примечательно, что не только гравитация ответственна за этот процесс. На начальном этапе главную роль играет электромагнитная сила. Чтобы внутри молекулярного облака возникли уплотнения, необходимо влияние магнитных полей туманности. Тоже и с планетами, первоначально пылинки сближаются за счет электростатического притяжения и когда комки вырастают до солидных размеров, только тогда подключается гравитация.

Самые тяжелые звезды живут столько же, сколько и формируются. Время жизни даже самых легких звезд из класса гипергиантов с массой более 50 солнечных не превышает 10 миллионов лет. В конце жизни они взрываются сверхновой, которая многократно мощнее, чем та которую производят сверхгиганты. Иногда такие взрывы называют гиперновыми, это самые мощные бомбы которые только могут возникнуть во вселенной естественным путем. Гиперновые сопровождаются повышенным количеством радиации выбрасываемой в космос. На земле периодически регистрируют мощные всплески гамма-излучений, идущие из далеких галактик, вероятно, это гиперновые дают о себе знать. Подобное явление еще могут вызывать разве что столкновения нейтронных звезд, но такие события должны происходить еще реже, чем вспышки гиперновых, которые сами в свою очередь крайне редки. Все потому что гипергиганты в связи с их нестабильностью очень раритетные звезды, так как в любой момент в процессе их формирования они могут превратиться в коллапсар.

Однако нашей земле, похоже «посчастливилось» столкнуться с последствиями гиперновой. Ученые выявили необъяснимое массовое вымирание животных, в то время когда обитатели земли еще даже не обжили сушу. Очевидно ни метеорит, ни вулканическая активность не могли так сильно повлиять на подводных жителей. В качестве причины предлагается гиперновая взорвавшаяся на расстоянии 3000 световых лет, даже с такого огромного расстояния жесткая радиация от взрыва дошла до Земли, при этом всю атмосферу планеты покрыло сплошное северное сияние. Мы с точностью можем определить, что сверхновых представляющих для нас опасность по близости возникнуть не должно. Однако то же самое нельзя с уверенностью сказать и про гиперновые, потому что они способны убивать с гораздо бóльших расстояний.

Другой тип катастроф, который происходил с бóльшей регулярностью это падение гигантских метеоритов. Похоже, именно этому событию человек обязан своим происхождением. Сила удара упавшего 65 миллионов лет назад на землю астероида была такова, что поднявшаяся пыль закрыла солнце, а атмосфера наполнилась ядовитыми парами. Большинство крупных животных, к которым в то время в основном относились только динозавры, постигла незавидная участь. Млекопитающие же были мелкими зверьками и благополучно пережили катаклизм, чтобы в дальнейшем занять освободившуюся экологическую нишу. Первое время после катастрофы млекопитающие испытали то, что в истории называют периодом расцвета. Во-первых, в результате их повсеместного распространения выросло число видов, это тогда приматы отделились от хищников, копытных и грызунов. Во-вторых, рост многообразия форм сопровождался их увеличением в размерах, и некоторые виды млекопитающих быстро наверстали те габариты, которых лишись рептилии. Так благодаря помощи с небес звери сместили рептилий с эволюционного пьедестала. Чтобы представить, как давно это было применим аналогию, и представим, что вымирание динозавров произошло в начале жизни среднестатистического человека, а сегодняшнее время это конец его жизни. Тогда время, прошедшее с начала расселения современного вида людей из Африки в Евразию это лишь один его рабочий месяц. В таком масштабе сама человеческая жизнь будет соизмерима с серией телевизионной мыльной оперы.

Снова совершаем прыжок от эволюции к звездам. Сверхгиганты живут дольше гипергигантов. В среднем их жизнь по времени занимает столько же, сколько млекопитающие уже правят планетой. Но сверхгигантов тоже нельзя причислить к долгожителям среди звезд. Самые легкие из них с массой 10 солнечных живут максимум 100 миллионов лет. Основная их заслуга в том, что они являются главными поставщиками материала, из которого сделана планета, где ныне царствуют теплокровные звери, да сами звери тоже сотворены из него же. Материал этот называется тяжелыми элементами*. Как мы помним, в большом взрыве родились ядра водорода, гелия и лития, но остальных элементов еще не существовало. Не было кальция из наших костей, углерода из наших тканей и кислорода, которым мы дышим. Все это родилось в термоядерных реакциях внутри звезд. Однако наше солнце и подобные ему звезды не слишком годятся на роль таких фабрик. Эти звезды слишком долгоживущие, и они не успели бы снабдить вселенную тяжелыми элементами. Хотя в любом случае у них бы это даже не получилось, потому что они недостаточно горячие, чтобы продолжить термоядерные реакции, до создания тяжелых элементов. Максимум, что могут легкие звезды, это сжигать водород в гелий. Сверхгиганты в свою очередь и живут недолго по вселенским меркам, и термоядерные реакции создают в них весь спектр элементов вплоть до железа. Более того в конце жизни сверхгиганты взрываются сверхновыми и разбрасывают элементы в космос, а во время взрывов формируются и сверхтяжелые элементы, те что в периодической таблице стоят после железа и до урана. Запас тяжелых элементов оседает в туманностях, из которых формируются звезды. Новые светила, содержащие тяжелые элементы оказываются намного стабильнее «чистых» водородно-гелиевых звезд. Однако самое важное это то, что тяжелые элементы формируют такие каменистые планеты как наша Земля. Вклад гипергигантов в сей космический генезис очень мал из-за их редкости, поэтому все это целиком и полностью заслуга сверхгигантов.

Первые звезды, родившиеся через 150 миллионов лет после большого взрыва, и ознаменовавшие конец темных космических веков, очевидно тоже по большей части были сверхгигантами. Они уже тогда рождали тяжелые элементы и подготавливали почву для нашего будущего появления. Тогда же, вероятно, в результате коллапсаров, сформировались и первые черные дыры, а позже в копилку черных дыр сделали вклад первые сверхновые. Некоторые черные дыры сливались в более крупные, и именно тогда зарождалось то, что сейчас находится в центре каждой крупной галактики. Сверхмассивные черные дыры стали эмбрионом будущих галактик, впоследствии возле них выстроились недавно рожденные звезды и первичный газ, которому еще только предстояло стать раскаленными светилами. Так космос начинал обретать свой современный вид.

Временной интервал, за который будущее вселенной уже было предопределено, и начал вырисовываться ее современный облик, примерно сопоставим со временем обитания динозавров на земле. В самый разгар их империи, когда отельные сухопутные виды динозавров достигали в длину размеров синих китов, подходил к концу юрский период*. Примерно тогда, где-то 150 миллионов лет назад, в одно время появились первые цветковые растения и первые птицы. До этого леса состояли из хвойных, папоротников и хвощей, а небо принадлежало летающим рептилиям, таким как птеродактиль. К сожалению ни один из представителей этого отряда пресмыкающихся не дожил до нашего времени, все они вымерли. Современные теплокровные пернатые, произошли совсем от других рептилий. Их предками были маленькие динозавры, передвигавшиеся по земле на двух конечностях. Удивительно то, что тираннозавр, живший в меловом периоде*, самый смертоносный хищник, когда-либо обитавший на земле, очевидно, тоже был их потомком.

Первые млекопитающие произошли еще раньше и тоже от рептилий. Первоначально все они откладывали яйца, но были способны к терморегуляции, тому, что мы сегодня называем теплокровием. 250 миллионов лет назад, когда млекопитающие только появились, они выступали в пищевых цепочках наравне с пресмыкающимися, которых по тем временам еще нельзя было назвать динозаврами. Однако когда рептилии стали доминировать во всех сферах и на земле, и в воздухе, и на море, млекопитающим оставалось только скрываться среди подножья деревьев и ютиться в норах будучи маленькими зверьками. Внешним видом эти существа походили на крыс или на хорьков. Никаких эволюционных скачков в этот период они не испытали, разве что ближе к закату эпохи динозавров в середине мелового периода перешли к живорождению. Но все-таки млекопитающие дождались своего звездного часа, и сегодня один из их представителей может осознать всю грандиозность пути, который они прошли.

Что еще случилось за то время, которое длилась эволюция от первого ящероподобного зверя до человека. В галактическом масштабе столько же длиться один оборот нашего солнца вокруг центра галактики. Это называют галактическим годом, и если по длительности его сопоставить с земным, тогда человеческая жизнь будет равна 9 секундам. А если мы еще учтем тот факт, что наша солнечная система относительно центра галактики движется со скоростью 200 км/с, то только тогда в полной мере придет осознание величия космических структур.

Но и на земле за этот срок происходит своего рода цикл, который медлителен не по причине громадных расстояний, а из-за скорости движения. Этот процесс происходит даже сейчас, когда земная кора под нами дрейфует по океану магмы. Скорость движения континентов в среднем составляет примерно 5 сантиметров в год. Достоверно известно, что все материки 250 миллионов лет назад были объединены в единый сверхконтинент под названием Пангея. Примерно через столько же лет в будущем они снова сойдутся, образовав новый суперматерик. Причем движение тектонических плит происходило и до Пангеи, когда континенты периодически сходились и расходились. Сила, движущая сушу и формирующая ландшафт, кроется в раскаленных недрах планеты. Но что их разогревает?

Причина, по которой внутренности Земли такие горячие, в каком-то смысле, противоположна той, из-за которой пылает солнце. Абсолютный баланс между сильными ядерными силами, удерживающими протоны и нейтроны в ядре, и электромагнитными силами, пытающимися разрушить ядро за счет отталкивания положительно заряженных протонов, достигается в железе. Это самый стабильный элемент. Ядра легче железа выделяют энергию при слиянии, за счет этого происходит термоядерный синтез*. Ядра тяжелее железа выделяют энергию, напротив, при расщеплении, поэтому благодаря ядерному распаду, возможны атомные бомбы и ядерные реакторы. В естественном распаде по большей части виновато слабое ядерное взаимодействие, оно заставляет разрушаться ядра сверхтяжелых элементов, таких как уран. Внутри планеты подобных элементов предостаточно и именно их радиоактивная деятельность сохраняет высокую температуру недр. Помимо этого, стоит упомянуть, что слабая ядреная сила необходима еще на первых стадиях термоядерного синтеза в звездах. Таким образом, получается, что сила, о которой в прошлом веке еще даже ничего не знали, не только зажигает звезды и превращает частицы в ускорителях, она еще ответственна за всю тектоническую активность на планете, будь то землетрясения или извержения вулканов. Хочется отметить, что в разогревании земных недр так же принимает участие гравитация луны, которая не только создает приливы и отливы в океанах, но и влияет на жидкую магму внутри Земли.

Когда на Земле еще существовала Пангея, рептилии успешно расселились по всей ее территории. 300 миллионов лет назад эти животные окончательно распрощались с водной средой, перестали метать икру как их земноводные предки и стали откладывать яйца с прочной скорлупой. Однако они были не первыми, кто полностью адаптировался к жизни на суше. Изначально, примерно сто миллионов лет до первых пресмыкающихся, земная твердь была покорена растениями. В связи с тем, что на суше появилась растительность, уровень кислорода в атмосфере сильно возрос и превышал сегодняшний почти в 2 раза. Это способствовало тому что, наконец-то окончательно сформировался озоновый слой, защищающий живые организмы от губительного излучения солнца. Условия стали благоприятными и для животных, более чувствительных к утльрафиалету и радиации. За растениями на сушу последовали членистоногие. Сегодня только ракообразные, один из классов данного типа существ, остается привязанным к воде, а насекомые, пауки и многоножки почти полностью не зависят от этой стихии. Кроме того насекомые были первыми существами, которые научились летать. В то время из-за повышенного содержания кислорода все было гигантским. Окажись вы в лесу того периода, вам бы показалось что вас уменьшили в размерах, потому что перед вами предстал бы пейзаж с метровыми «букашками» и тридцатиметровыми папоротниками. Это было единственное время, когда на суше царствовали насекомые, совсем скоро земноводные уже стали превосходить их в размерах и вскарабкались на верхушку экосистемы.

Раньше считалось, что первыми из позвоночных по земле стали передвигаться кистеперые рыбы, 380 миллионов лет назад научившиеся переползать из водоема в водоем, но недавние археологические находки говорят о том, что это были уже не совсем рыбы. Они имели похожие на лапы конечности, но ходить эти животные еще не могли, поэтому им приходилось ползать. Однако самое главное это то, что они уже умели дышать воздухом, когда решили перейти к сухопутному образу жизни. Видимо изначально амфибии не могли жить на суше, и обитали на мелководье, тогда они еще были похожи на рыб, но уже научились высовываться из воды и дышать воздухом. За счет этих маневров их конечности и череп претерпели изменения, которые, в конечном счете, и придали им облик земноводных.

Если сопоставить появление первых живых существ на суше с началом большого взрыва, то в конце этого временного интервала, к моменту появления человека, в космосе успели бы образоваться первые квазары. Конечно, эти события разнесены во времени, но когда минуло 500 миллионов лет с начала времен, вселенной тоже было чем похвастаться, очертания галактик вырисовывались все сильнее. Если астрономам удается зарегистрировать что-то на расстоянии более 12 миллиардов световых лет, то чаще всего это квазары, при этом они фактически запечатлевают молодость галактик. В дальнейшем эти квазары станут центральной областью галактического диска или эллипса, в зависимости от последующего развития.

Возвращаясь на землю, нельзя не упомянуть о событии, произошедшем 540 миллионов лет назад, которое положило начало всем современным сложным формам жизни. Его называют  кембрийским взрывом в честь периода, когда оно произошло*. В это время, в относительно короткие сроки по рамкам эволюции, произошел рост видообразования форм животных. В начале кембрийского периода жизнь обитала только в океанах, животные были крошечными и не имели симметричного строения тела. К моменту окончания кембрийского взрыва появились комплексные формы жизни, имеющие сложное строение тела с симметрией конечностей. Они уже не были бесформенными существами и обладали одинаковыми конечностями  и другими органами, с обеих сторон тела. В этот период появилось большинство современных типов животных, включая позвоночных, членистоногих, червей, иглокожих и моллюсков. Вероятно, различия между ними определились еще раньше, но именно во время кембрийского взрыва, когда они приняли ту конституцию тел, которая сохраняется у них и сегодня, животные стали четко отличаться друг от друга. И уже в дальнейшем первых ракообразных можно было легко отличить от первых рыб, чего нельзя сказать о фауне, обитавшей до кембрийского периода. Помимо увеличения разнообразия отмечено колоссальное увеличение размеров, некоторые виды увеличились в длину с одного миллиметра до одного метра, то есть в тысячу раз. Причины кембрийского взрыва до сих пор остаются туманными. По некоторым версиям именно в этот момент законы естественного отбора проявили себя в полной мере, особенно в таком отношении как «хищник-жертва», где шла неумолимая гонка вооружений.

Возможно, толчком к такому развитию многоклеточных форм жизни еще послужило развитие полового размножения. Тем не менее, известно, что половое размножение жизнь освоила в период, произошедший в два раза раньше кембрийского взрыва. Половое размножение позволяет потомству нести два набора хромосом, и это, несомненно, сказалось на темпе эволюции. Первоначально на него были способны еще одноклеточные формы жизни. Однако за возникновение многоклеточного организма и его дальнейшее развитие ответственно не только оно. Изначально многоклеточная форма жизни не была организмом, а представляла собой колонию одноклеточных, которые в принципе могли выжить и по отдельности, но так шансов было больше. Симбиоз усиливался, и выжить поодиночке они уже не могли, тогда клетки разделили роли, и отныне каждая несла какую-то особую функцию для организма. Появление первых многоклеточных и их последующая эволюция, привели к тому, что миллиард лет тому назад эти формы жизни по клеточным особенностям разделились на три царства: грибы, растения и животные.

За миллиард лет жизнь расцвела во всем своем многообразии, но еще через миллиард лет она скорей всего почти вся исчезнет, выжить удастся только самым неприхотливым простейшим, с которых все и началось. Дело в том, что через миллиард лет яркость Солнца увеличится настолько, что вся вода испариться и сложные формы жизни на Земле станут невозможны. Конечно, нельзя предугадать, как поведет себя эволюция, но точно можно сказать что жизни, такой как мы ее, видим сейчас, уже не станет. В принципе у живых существ будет достаточно времени, чтобы как-то приспособиться, возможно, даже полностью изменив свой метаболизм, ведь за тот же миллиард лет жизнь прошла путь от простейших до человека. Что касается судьбы самих людей, тут еще сложней строить прогнозы. Такие рассуждения, как например, о возможности переселения на Марс, могут оказаться примитивными для тех, кто будет жить через миллиард лет. Скорее всего, Марс им понадобится разве что как стройматериал. Существует интересный проект, который называют Сферой Дайсона. Для его осуществления необходимо «разобрать» планеты солнечной системы и из полученного вещества соорудить сферу диметром, немного превышающем орбиту земли. Таким образом, можно будет потреблять всю солнечную энергию вместо той ничтожной части, что сейчас достается земле, а так же можно многократно увеличить площадь, для проживания населения*. Но более вероятно, что через миллиард лет наша область распространения будет уже намного дальше солнечной системы. Может мы найдем какой-то совершенно иной способ решения проблемы или же к тому моменту условия невыносимые для существования биологической формы даже не будут рассматриваться нами в качестве проблемы.

Когда люди говорят о простейших одноклеточных формах жизни, они зачастую не делают различий между такими организмами как амеба и бактерия. Мало того, что, как мы выяснили, размеры этих создания на три порядка отличаются, сложность внутреннего строения тоже несравнима. Простейших одноклеточных типа амеб называют эукариотами, к тому же классу относят и многоклеточные растения, грибы и животных. Их клетки можно сами по себе считать сложными организмами. Клеточное ядро с хромосомами, множество органоидов, каждый вид которых выполняет разные функции – всего этого лишены бактерии. ДНК в бактериях не сконцентрирована, а распространена внутри клетки. Еще есть мембрана, матрицы для синтеза белков и внешние жгутики, но это все чем в своем строении может похвастаться бактерия. Клетки эукариотов по сравнению с бактериями это целые заводы. Поэтому бактерии относят к классу прокариотов или безъядерных одноклеточных.

Переход к эукариотам был одним из самых важных событий в развитии жизни на земле. Так, например эволюция от бактерии до амебы, заняла почти в полтора раза больше времени, чем превращение амебообразных организмов в человека. Полноценные эукариоты появились примерно 1.6 миллиарда лет назад. Есть теории, что это могло случиться и раньше, вероятно первые задатки эукариотических форм жизни возникли еще два миллиарда лет назад. Этому процессу предшествовало то, что атмосфера к тому моменту стала богата кислородом. Первые бактерии были анаэробными, то есть в их жизнедеятельности кислород не участвовал вовсе. Сейчас такие микроорганизмы тоже сохранились и прекрасно себя чувствуют, заставляя бродить сок, превращая его в вино. Позже некоторые бактерии освоили очень эффективный способ получения энергии – фотосинтез. Научились поглощать углекислый газ и вырабатывать кислород. Кислород в то время был опасен для большинства анаэробных бактерий. Да и сегодня подавляющая часть бактерий тоже не переносит кислород, они могут жить либо внутри других организмов, либо внутри горных пород. В таких условиях некоторые бактерии начали вступать в симбиоз, чтобы выжить. Это привело к образованию клетки, в которой отдельные бактерии превратились в органоиды, а основная часть генетической информации стала храниться в ядре. Органоидам комфортно обитать в цитоплазме, за что они свою очередь, используя кислород, выделяют энергию из питательных веществ, поступающих в клетку*. Таким образом, кислородная атмосфера создала предпосылки к усложнению жизни.

На этом месте вновь совершаем прыжок от истории к предсказаниям, и от биологии к космосу. Через 3 миллиарда лет произойдет столкновение, масштабнее которого, и придумать ничего не возможно. Наша галактика Млечный путь столкнется с соседней спиральной галактикой туманностью Андромеды. Невзирая на такой масштаб столкновения, вряд ли последствия для объектов, составляющих галактики, будут катастрофическими. Скорее всего, из полумиллиарда звезд, именно столько в совокупности насчитывается в двух галактиках, друг в друга не врежется ни одна. Стоит вспомнить по предыдущим главам насколько расстояние между звездами больше размера самих звезд, и причины этого сразу станут понятны.

Однако многие звезды пройдут рядом с другими на очень близком, по меркам гравитационной безопасности, расстоянии. Это может привести к тому, что планеты будут сорваны с орбит, а звезды находящиеся на периферии галактик вообще выкинет в межгалактическую пустоту. Кроме того, что проходящая мимо звезда может выбросить планету в холодный космос, она напротив, может швырнуть ее в сторону родительского светила. Причем, хотя это событие имеет больше шансов произойти во время столкновения галактик, но случится такое может и раньше, например, когда галактические орбиты звезд сблизятся. Для земли будет небезопасным прохождение звезды даже на расстоянии светового года. Скиталица способна повлиять на облако Оорта, скопление комет с относительно устойчивыми орбитами, некоторые из которых в результате могут устремиться внутрь солнечной системы.

Сами галактики при столкновении вытянутся в хвостатую полуспиральную фигуру, а позже завершив свой космический танец, образуют новую эллиптическую галактику. Столкновение туманностей и рассеянного газа в отличие от звезд не может пройти без последствий, но они будут созидательные, а не разрушительные. Любые столкнувшиеся облака газа потеряют стабильное состояние и начнут уплотняться, создавая новые звезды и планеты.

К тому моменту Земля, скорее всего, будет уже безжизненной как была безжизненной 4 миллиарда лет тому назад. Тогда у нее только-только затвердела земная кора, но раскаленная магма еще давала о себе знать, поэтому вулканическая активность оставалась очень сильной, за счет чего сформировалась атмосфера из углекислого газа. Кислорода в воздухе еще практически не было, но океаны уже набрали свой запас воды.

Гидросфера нашей планеты отличается тем, что имеет внеземное происхождение. Вода не могла сконденсироваться на поверхности земли во время ее формирования. Все потому что на орбите земли слишком жарко для конденсации воды, и она может находиться там только в состоянии пара или мелкой водяной пыли. Легче конденсация проходит на окраинах солнечной системы, где она превращается в лед и оседает на поверхности тел. Многие спутники газовых гигантов почти полностью покрыты льдом. Под ледяной коркой некоторых из них, вероятно, могли бы быть даже жидкие океаны, разогреваемые гравитационным трением, которое вызывают газовые гиганты, постоянно сжимая и разжимая свои спутники. Что касается самых дальних уголков солнечной системы, то многие объекты в поясе Койпера почти целиком состоят изо льда, там излучение от солнца настолько слабое, что условия конденсации воды практически идеальные. Ей даже не нужны массивные каменистые тела для того чтобы оседать на них, она самостоятельно может превращаться в ледяные глыбы. Поэтому кометы, орбиты которых вытянулись, так что большую часть своей жизни они проводят за пределами солнечной системы, практически все имеют ледяной состав. В ранний период, когда орбиты большинства тел солнечной системы были еще неупорядочены, шла беспрестанная бомбардировка планет астероидами и кометами. Один крупный астероид подарил нам луну. Постоянная космическая атака отнюдь не способствовала тому, чтобы поверхность земли стала твердой, но кометные бомбы обогащали поверхность планеты водой.

3.8 миллиарда лет назад на планете, метеоритная и вулканическая активность стихли настолько, насколько это было необходимо для того чтобы земная кора наконец-то сделалась устойчивой. Сформировался первичный бульон, часто упоминаемый в учебниках по биологии, та самая благоприятная среда для зарождения жизни. Этим периодом датируется существование самых ранних бактерий, следы которых были обнаруженные геологами в земных породах. Однако никто из биологов не может однозначно ответить на вопрос, как зародилась жизнь. Кто как характеризует понятие «жизнь», но во всех трактовках его смыла можно найти «размножение». ДНК это молекула, которая способна точно восстанавливать сама себя в двух экземплярах после разрыва спирали, за счет этого размножаются простейшие и делятся клетки сложных многоклеточных организмов. Процесс деления – основа жизни, поэтому вероятно первым проявлением жизни можно было назвать молекулу, получившую способность создавать свои копии.

Наиболее удивительно то, что процесс зарождения жизни похож на искру, однократно зажегшуюся в каком-то месте. Возможно, попыток было несколько, но все современные формы жизни произошли именно от этой искры, что указывает на невероятную сложность процесса зарождения жизни и удачу, выпавшую нашей планете. К таким выводам пришли, когда изучили, что строение аминокислот во всех современных формах жизни имеет определенные одинаковые черты без видимых на то причин. То есть в принципе, если бы эти особенные черты в структуре молекул аминокислот были бы другими, это не повлияло бы на процесс зарождения жизни. Но сложилось так, а не иначе. Вторым указанием на то, что жизнь зародилась где-то на планете лишь единожды, служит то, что все представители флоры и фауны являются родственниками. Обратите еще раз внимание на эволюционное древо, у него один корень значит, у людей есть общие родственники не только с обезьянами, с крысами, с ящерицами, с медузами, но даже с примитивнейшими бактериями. У всего, что в данный момент обитает на планете, 3.8 миллиарда лет назад был один общий предок. В дальнейшем пути развития его потомков разошлись, и поэтому, сегодня биосфера нашей планеты отличается таким разнообразием. С общего предка начинается история всех десятков миллионов видов живых существ обитающих сегодня. Всего же по приблизительным оценкам в процессе эволюции на земле проживали десятки миллиардов видов и все одни были потомками одной удачливой молекулы. Главный вопрос, который задают биологи и астробиологи (ученые, больше других интересующиеся возможностью существования внеземной жизни), это какие должны быть условия и насколько должна быть удачлива эта первичная молекула. Учитывая то, что процесс зарождения жизни произошел почти сразу после формирования планеты, все-таки многие надеются, что это не удача, а закономерность.

Так же хочется рассказать о том, что есть мнения, якобы химическая эволюция предшествующая биологической, могла длиться даже намного дольше, чем существует жизнь на земле. Естественно предполагается, что началась она не на нашей планете, а задолго до того как родилась солнечная система. Данная теория называется панспермией. Сторонники этой идеи считают, что 700 миллионов лет, прошедшие с момента возникновения нашей планеты до зарождения жизни, недостаточно для образования сложных органических молекул. Согласно панспермии, химическая эволюция начинается на мелких космических телах, таких как кометы, метеориты и астероиды. В частности, некоторые кометы способны кочевать от одной звезды к другой. Не один миллиард лет они могут так курсировать по космосу, иногда сближаясь со светилами. Периодические стадии нагревания должны были способствовать активной химической деятельности, к тому же и времени для этого было предостаточно. Недавние исследования с помощью космических зондов показали, что на некоторых кометах и метеоритах действительно содержатся сложные органические вещества. Одна из таких комет с той самой первичной молекулой могла врезаться в землю 4 миллиарда лет тому назад, возможно это событие и было той искрой, которая зажгла пламя жизни.

В независимости от того как долго протекала предбиологическая стадия эволюции, период существования полноценной жизни на земле приблизительно установлен. Однако его нельзя назвать чем-то выдающимся или, наоборот, общепринятым для всей вселенной, поскольку нам пока не с чем его сравнивать. Тем не менее, мы можем соотнести его с длительностью людских временных интервалов. Итак, сопоставим продолжительность существования жизни на планете со временем человеческой жизни. В этом случае период эволюции от Австралопитека до Гомо Сапиенса будет сопоставим с одним рабочим месяцем, царства древнего Египта просуществуют в течение всего одной телевизионной серии, а век станет короче минуты.

Вот так выглядела вся история жизни на земле, если окинуть ее беглым взглядом. Немного немало, 4.6 миллиарда лет назад нашей планеты еще не было, солнечная система  только начинала формироваться, даже сама вселенная тогда была на треть моложе. С того момента звезда по имени Солнце не прекращала согревать нашу планету, но ничто не может продолжаться вечно. Сейчас наше светило достигло апогея в своем жизненном цикле и пребывает возрасте средних лет, ему отпущено еще примерно столько же, сколько оно уже успело прожить. Через 5.5 миллиардов лет Солнце станет красными гигантом, затем скинет верхние слои и превратиться белый карлик. Ближние планеты будут расплавлены, дальние выброшены в космос. Земля, опаленная умирающей звездой, останется замерзшим угольком на веки вечные пока сама материя не рассыпается в прах.

Каким станет будущее человечества к тому моменту? Сможем ли мы пережить гибель Солнца и начать осваивать галактику, какие технологические мощности нам для этого потребуются? Вопросы о будущем людей в отличие от вопроса о зарождения жизни никогда не получат однозначного ответа. Тут мы так же лишены статистики даже для грубых усредненных прогнозов, ибо нам неизвестны другие развитые цивилизации в космосе. Вероятно, ко времени, когда погибнет солнце, наш вид должен будет неоднократно эволюционировать во что-то новое. Главное, что досталось человечеству в распоряжение это возможность самостоятельно управлять своей эволюцией, без медленного и весьма жестокого естественного отбора. Следующая стадия, к которой мы движемся, это очевидно выход разума за пределы биологии. После этого перехода сам разум станет уже не таким, каким мы обладаем сейчас, он должен будет представлять собой что-то вроде сверхразума, который пророчит нам трансгуманизм. Нельзя точно сказать каким будет этот сверхразум, каковы станут его мотивы или действия и ни один писатель-фантаст не сможет правильно описать его возможную деятельность. В этом, по определению трансгуманизма, и есть ключевая идея. Для сверхразума люди XXI века будут сродни тому, чем для нас сегодня являются животные. Взять хотя бы вымерших динозавров, они-то уж точно не смогли бы предсказать, каким будет человек XXI века.

Вся наша фундаментальная психология не сильно отличается от врожденных поведенческих инстинктов обезьян, пусть теперь она приукрашена социальным налетом, но в основе своей, как показывают работы Фрейда, да многих современных психологов, мы все те же приматы. Вероятно, при переходе на следующую ступень развития нам придется окончательно распрощаться со своим мохнатым предком, не только в физиологическом плане, но и в психологическом. На смену эмоциям должна прейти другая, более совершенная система, что отвечает за устойчивое состояние разума.

Многие бьют тревогу по этому поводу, неужели в будущем мы будем похожи на роботов и лишимся человеческих чувств. Подобные суждения только доказывают, то насколько мы отстаем от стадии сверхразума. Уверен, что динозаврам тоже не захотелось бы стать людьми, и получить все эти бесполезные для них эмоции. Однако эволюция не спрашивает желания отдельных индивидов ей важно только выживание популяции. Даже все наши нравственные устои не имеют абсолютных значений. Мораль всего лишь средство для внутреннего регулирования человеческой популяции, или того что мы гордо зовем обществом. С точки зрения эволюции морально-этические нормы это приспособления для выживания вида. Не стоит переживать насчет будущего эмоций и гуманности. У вас никто не будет насильно отбирать все ваши качества, которые, по вашему мнению, делают вас человеком, и с которыми вы не готовы расстаться. С каждым поколением мнения, традиции и устои меняются, а скорость их изменения зависит от технического развития и связанного с этим преобразования общества. Вероятно, в будущем люди добровольно начнут отказываться от большинства признаков, которые вы сегодня определяете как человеческие, причем это будут сознательные поступки, и отрекающиеся не будут чувствовать себя несчастными. Однако сейчас находясь в стадии существ зависящих от собственной биологии, мы физически не способны отказаться от этих качеств, поэтому, они и кажутся многим столь важными.

На пути к сверхразуму нас поджидает много опасностей. Если основная идея трансгуманизма действительно реальна, то мы в большой ответственности перед породившей нас планетой, потому что других кандидатов на это достижение она пока не имеет. Неизбежность эволюции на Земле, перестает казаться такой уж обязательной, если рассматривать это как счастливое стечение обстоятельств. Просто каким-то планетам повезло больше, каким-то меньше. Причем чем выше достижения эволюции, тем выше ранг счастливчика. По сравнению с Марсом Земля счастливчик на ней зародилась жизнь. Собственно на этом материал для сравнения заканчивается, но представим, что в космосе есть множество планет, на которых зародилась жизнь – все они вместе с землей счастливчики первого уровня. На земле жизнь эволюционировала от прокариотов до эукариотов, но на большинстве других планет она, скорей всего, так и останется на уровне бактерий. Получается, что земля счастливчик второго уровня, несколько раз подряд сорвавшая джек-пот. Напоминаю, что мы не имеем статистики, и нам не с чем сравнивать, но такая картина событий кажется наиболее логичной. Продолжаем раздавать ранги счастливчикам. Опять делаем допущение, что среди малой части планет-счастливчиков второго уровня оказались счастливчики третьего уровня, которым трижды повезло в лотерею и на них эукариоты эволюционировали до сложных форм жизни, отдельные представители которых даже обрели разум. Так вот получается земля счастливчик третьего уровня. Как вы понимаете, чем выше ранг счастливчика, тем больше раз подряд он должен выиграть, и соответственно число таких с каждым уровнем становится все меньше и меньше. Кто-то может выделить больше рангов, я не останавливался на многоклеточной стадии и на техническом развитии разума, но, в общем, неважно какую степень везения заработала Земля. Главное то, что сверхразум, скорее всего, это следующий уровень удачливости, и мы не знаем каковы шансы, что Земля в очередной раз выиграет лотерею.

Как такое может случиться, что в этот раз нашей планете не выпадет счастливый номер? Первый вариант ответа в том, что человечество просто физически неспособно достичь этой стадии, в этом случае значит, земле не повезло еще в тот момент, когда она получила разум в лице человека, который по каким-то причинам не имеет возможности развиваться дальше. Второй вариант более прозаичен, несчастливое число выпадет в виде катаклизмов. Причем как это может случиться, нам уже известно из голливудских фильмов. Кроме естественных катастроф, одна из которых пришлась в свое время на долю динозавров, нас могут постигнуть более вероятные, несущие техногенный характер.

Мы получаем новые технологические мощности, несомненно, это механизмы которые должны привести к сверхразуму, однако они сулят опасность вымирания. Вид, у которого развился орган, мешающий развитию или даже угрожающий существованию в новой среде обитания, чаще всего вымирает. Таким же образом можно рассматривать технологические средства. Например, ядерное оружие, которое когда-то стало гарантом защиты от мировых войн, в новой среде глобализации и в таких количествах, в которых его насоздавали, несет угрозу для нашего вида. Нанотехнологии скрывают еще большие опасности, самая главная из которых это бесконтрольная репликация нанороботов. Предсказывают даже такие сценарии, что в случае если наномашины начнут неуправляемое самокопирование, то они покроют всю землю слоем серой слизи, как какая-то планетарная инфекция. Неподчинение искусственного интеллекта и восстание роботов или биоинженерные ошибки, которые превратят людей в мутантов – хоть все это кажется фантастическими сценариями, особенно после просмотра вышеупомянутых голливудских фильмов, но на самом деле мы не застрахованы от таких событий в будущем. Нельзя исключать вероятность того, что все человечество погибнет*. Возможно, это и есть тот элемент естественного отбора, доставшийся людям от эволюции живой природы. Вполне вероятно, что во вселенной есть другие цивилизации, и если не получиться у нас, наверняка получиться у кого-то из них. И кто знает, может быть где-то в глубинах космоса, уже существуют сверхцивилизации.

Я согласен, если читатель полагает, что мы слишком отдалились от темы, но все что сейчас обсуждается, напрямую связано с временными промежутками, к которым мы подобрались. Если путь от бактерий к людям занял почти четыре миллиарда лет, что составляет третью часть от всего времени существования вселенной, то вполне возможно, что где-то в космосе произошло нечто подобное, причем даже раньше. В последние время ученые всерьез занимаются поиском внеземных цивилизаций. И это даже не группы уфологов-любителей, а серьезные научные проекты. Но помимо активного поиска, мы сами того не подозревая даем о себе знать другим цивилизациям. Радиосигналы от телепередач и мобильной связи уходят в космос и распространяются там со скоростью света. Первая радиотрансляция Попова отдалилась от нас уже на расстояние в 100 световых лет. Конечно, по сравнению с размерами галактики, это крошечное расстояние, но если возле соседних звезд есть разумные существа, то они могу нас услышать. Однако, безопасно ли это для нас?

Сверхцивилизации могут находиться на таком уровне развития, который мы даже вообразить себе не можем, а все их намерения нам будет просто не понять. Для нас они могут стать чем-то вроде стихийной катастрофы, чем-то неожиданным, непредсказуемым и смертоносным. Очень наглядная аналогия опасности, которую они могут для нас представлять, была приведена в одном из номеров журнала «Знание-Сила»*. Автор статьи сравнил нас с бактериями из-под ободка унитаза, которые так часто фигурируют в рекламах очистителей. Для нас они вроде бы не представляют особой опасности. Мы чувствуем лишь легкий дискомфорт от запаха, который они создают. Нам не вдомек, что бактерии тоже живые существа, хоть и примитивные, мы беспощадно уничтожаем их струей моющего средства. Так вот, для сверхцивилизаций мы можем быть чем-то вроде этих бактерий, а создаваемые нами радиоволны, которые улетают в космос, могут играть роль зловонного запаха. Им тоже может быть все равно, что мы разумные существа, хоть и примитивные, ибо наше существование создает для них дискомфорт. Поэтому мы рискуем в ответ получить, что-нибудь вроде струи антивещества, которая выступит средством дезинфекции.

Какова вероятность, что нечто подобное произойдет? Если разумные инопланетяне существуют почему они все еще не нашли нас? Достаточно развитым цивилизациям с момента запуска первого космического аппарата, до колонизации большей части галактики, даже если бы они перемещались со скоростями намного меньше световых, по самым грубым расчетам хватило бы полмиллиарда лет. Это еще не говоря о распространении радиосигналов, которыми задолго до этого заполнилась бы вся галактика. Однако до сих пор не обнаружено ни одной радиопередачи из космоса, напоминающей осмысленную информацию. Ведь если бы в нашей галактике на какой-нибудь планете похожей на нашу зародилась бы жизнь всего на один миллиард лет раньше, чем на земле, и она так же развилась бы до разумной стадии, то мы бы уже были свидетелями галактической цивилизации, тем не менее, ничего подобного не наблюдается. Тут опять встает проблема определения «удачливости» Земли. Мы не знаем, сколько в среднем времени необходимо для эволюции разума от момента зарождения жизни, поскольку этот процесс сопряжен с множеством случайностей. Вероятно, эволюция до уровня разумности может занимать намного больше четырех миллиардов лет, просто удачные обстоятельства на земле позволили столь быстрое развитие. В таком случае вселенная оказывается слишком молодой по меркам биологической эволюции. В ней, по всей видимости, сравнительно недавно наступил благоприятный для развития жизни период, поэтому не исключено, что мы можем быть первой разумной формой жизни во всей галактике или даже в скоплении галактик. А иначе как объяснить то, что мы до сих пор не встретились с инопланетянами. Все указывает на то, что наша земля не просто счастливчик, выигравший в лотерею несколько раз подряд, она еще была одним из первых игроков с начала организации лотереи.

Может наше одиночество и к лучшему, потому что аналогия, в которой мы сравниваемся с бактериями, действительно пугает. Но все-таки она весьма демонстративно показывает, как человек может быть далек от вершины эволюции, предсказать дальнейшее развитие которой не так-то просто. Слишком много непредвиденных событий может встретиться у человечества на пути, поэтому нам остается только надеется на лучшее.

Говорить о будущей судьбе космоса можно с гораздо большей определенностью, поскольку принципы его устройства намного проще, тех по которым развивается жизнь. Но перед тем как перейти к будущему вселенной стоит рассмотреть ту структуру, без которой наша Земля не только не смогла бы выиграть в лотерею, но и не образовалась бы даже. Раньше галактикам не придавали особого значения в космическом генезисе. Казалось бы, ну какая разница сгруппированы ли звезды с планетами в галактики или хаотично раскиданы в пространстве? Оказывается, что этот фактор очень и очень важен. Без галактик во вселенной сформировалось бы меньше звезд, а после того как они бы прогорели, новых бы уже не возникло. Галактики создают среду, где межзвездный газ может конденсироваться в туманности, называемыми молекулярными облаками, из которых и рождаются следующие поколения звезд. Тяжелые элементы, составляющие нашу планету и нас с вами, родись в сверхгигантах, и были выброшены в космос после их смерти. Поэтому самые первые звезды еще не могли обладать планетами наподобие Земли, следовательно, и жизнь не могла возле них зародиться. На создание комфортных мест для жизни способны только звезды последующих поколений, а за их возникновение ответственны галактики. Вот и получается, что если не было бы галактик, то и не было бы жизни во Вселенной.

Диск нашей галактики Млечный путь окончательно сформировался 6 миллиардов лет назад, а если вести счет от большого взрыва, то тогда примерно через 8 миллиардов лет после него. Учитывая, что первые задатки галактик появились спустя только миллионы лет после большого взрыва, то можно сказать, что галактики формировались дольше, чем существуют в теперешнем виде, то есть ныне они еще молоды. Да и сама вселенная, действительно, оказывается, только перешла в стадию юности. Звезды наподобие нашего солнца, возле которых жизнь обладает всеми шансам зародиться, имеют продолжительность жизни соизмеримую с возрастом вселенной. Так как солнцу отпущено 10 миллиардов лет, то получается что звезд, имеющих такую же, или чуть меньшую массу в прошлом существовало только одно поколение. Спасибо сверхгигантам, которые в связи со своей недолговечностью оставили династию в тысячу раз длиннее, и обогатили космос тяжелыми элементами. Но возле этих звезд жизнь не успела бы достичь стадии разума. Для жизни нужны долгоживущие звезды, большинство из которых успело прожить только одну жизнь. Следовательно, 13.7 миллиарда лет, столько исполнилось сегодня нашей вселенной – это только начало.

И правда, если сопоставить порядки временных интервалов от самого короткого в виде планковского времени до самого длинного, известного нам, то есть времени существования вселенной, то мы получим 10^-43 секунд против 10¹⁷ секунд. Здесь дисбаланс масштабов сильнее, чем с размерами, где только 10^-35 метров планковской длины против 10²⁶ метров наблюдаемой вселенной. Между прочим, размеры наблюдаемой вселенной напрямую связаны с временем ее жизни. То, что наши временные масштабы сдвинуты в сторону продолжительности жизни вселенной, говорит о том, что мы одни из первых проявлений разумности. Конечно, все оценки о возрасте вселенной субъективно человеческие, вселенная молода только для жизни, для первичных квазаров, например, она уже слишком старая.

В будущем ничего в космическом укладе особенно не изменится, и такая стабильность продлиться в 100 раз дольше того срока, что уже существует вселенная. Именно это является главным указанием на то, что времена для развития биологии только начались. Главное потрясение, которое ждет галактики это их слияние с соседями по скоплению. Но как мы выяснили, сей процесс только способствует звездообразованию. Столкновение Млечного пути  с Туманностью Андромеды это только первая ласточка, предвещающая дальнейшее масштабное объединение. Через 500 миллиардов лет все галактики в нашем скоплении местной группы сольются в единую галактику. То же самое будет происходить во Вселенной повсеместно. Однако через триллион лет даже в этих новых объединенных галактиках истощатся запасы межзвездного газа, и новые звезды в них перестанут формироваться. Вот тогда уже можно будет сказать, что вселенная состарилась, и ее продуктивный возраст формирования условий для жизни походит к концу. Через два триллиона лет все остальные галактики, которые до слияния не входили в Местную группу и гравитационно с нами не связаны, начнут удаляться быстрее скорости света, и исчезнут из зоны видимости. Если в ту пору появятся разумные существа, им будет сложно понять, что вселенная родилась в большом взрыве. Такие прогнозы делаются в связи с последними данными о расширении вселенной. То есть в будущем крупномасштабная структура вселенной претерпит кардинальные изменения. Паутинообразная сеть из сверхскоплений будет разрушена, останутся только изолированные галактики. Даже по меркам эволюции жизни все эти события произойдут не скоро. Сопоставим период, за который вселенная станет разделенной на одинокие галактические острова, с человеческой жизнью. Тогда время развития от первых орудий труда до компьютеризации будет продолжаться как одна серия телевизионного сериала, а весь период, который мы зовем нашей эрой, уложится в одну секунду.

Когда галактики останутся в полном одиночестве, учитывая то, что новые звезды в них  рождаться не будут, а все сверхгиганты и звезды средних масс к тому моменту уже прогорят, тогда из естественных источников тепла и света останутся только красные карлики. Эти звезды настолько долгоживущие, что все красные карлики, существующие сейчас, если их не поглотит черная дыра или не произойдет другой катастрофы, благополучно доживут до тех времен. Время жизни самых легких из них составляет 10 триллионов лет. Такие звезды как Проксима Центавра могут стать нашим последним пристанищем на долгие времена. Однако звездные системы с красными карликами может и хороши как места переселения высокоразвитых цивилизаций, но это не самые идеальные места для зарождения жизни. У них слишком узкая полоса орбит, где вода может находиться в жидком состоянии, к тому же эта зона жизни у красного карлика находиться очень близко к светилу, а формирование планет на таком близком расстоянии может быть весьма проблематичным и редким явлением. Все-таки даже красные карлики не могут гореть вечно и когда они погаснут, в галактиках, за пределами которых будет лишь пустота, останутся только мертвые космические тела: замерзшие планеты, коричневые карлики, белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры.

Космос станет мертвым и холодным, лишь изредка могут столкнуться два коричневых карлика и ненадолго вспыхнет новая звезда, но такие события будут происходить, возможно, лишь раз в триллионы лет. Спустя 10²⁰ лет даже галактики разрушатся. В результате внутренних гравитационных процессов большая часть объектов будет выброшена за пределы галактики, а остальная часть упадет на сверхмассивную черную дыру в центре галактики, сделав ее еще больше. В конце концов, сверхмассивная черная дыра это все, что в итоге останется от галактики. Вселенная как будто так проявляет свою иронию, ведь именно с зарождения сврехмассивных черных дыр и началось формирование большинства галактик. По той же причине, из-за которой распадутся галактики, мертвые звезды лишатся мертвых планет, их сорвет с орбит гравитационными полями других мимо проходящих белых карликов или черных дыр. Сегодня возможность срыва планеты с орбиты или выброса звезды из галактики кажется маловероятным и редким событием. Но когда галактикам исполнится 10²⁰ лет, все эти случайности реализуются. Чтобы представить насколько это долгий процесс, представим, что он соизмерим с длительностью человеческой жизни, тогда полное время жизни нашего солнца составит всего одну пятую долю секунды.

Отныне вселенная будет представлена не изолированными галактиками, а изолированными космическими телами. Такое будущее выглядит очень скучным. Сложно делать прогнозы о том, сохранится ли к этому моменту какая-либо форма жизни. Но когда вселенной стукнет 10³⁶ лет, вероятность этого станет еще ниже, потому что сама материя к этому моменту развалится. Все комические тела разрушатся, когда распадется последний протон. Как мы выяснили распад протона очень редкое явление, ибо за год из 10³³ распадается не более одного, а так как новых протонов не рождается, то через 10³⁶ лет должны распасться даже самые везучие. Многие ученые не настолько уверенны в этой оценке, потому что распад протона экспериментально еще не доказан, однако в любом случае его распад должен состоятся. Протон состоит из кварков, и даже если в природе нет таких законов, по которым кварки в протоне могут, сблизившись, видоизмениться (что будет ударом по всей физике элементарных частиц), все равно остается вероятность, что кварки сблизятся еще сильнее и образуют микроскопическую черную дыры, а это в любом случае приведет к распаду протона. Поскольку протоны основа всех атомов, то через 10³⁶ лет атомов в природе не станет. Интересно то, что одна секунда, время единичного мгновения для нашего разума, несбалансированно выглядит, располагаясь между мельчайшим планковским временем (10^-43 с) и нынешним временем существования вселенной (10¹⁷ с), зато довольно гармонично смотрится на промежутке между планковским временем и периодом существования атомов (10⁴³ с ≈ 10³⁶ лет). Совпадение ли это? Если же мы сопоставим время, которое отпущено атомам с текущим возрастом вселенной, тогда период, за который распадутся галактики, будет соизмерим с несколькими секундами.

Что станет с разумными существами в ту эпоху, если они, конечно, доживут до этого момента. Учитывая то, что количество времени, которое должно пройти до исчезновения атомов, невероятно велико, возможно это будут уже не просто разумные и даже не сверхразумные существа, а… В общем трансгуманизм прав, у меня не хватит фантазии представить, кем они могут являться. Многие считают, что у них есть шанс спастись в параллельных вселенных. Однако, несмотря на то, что современная физика допускает существование параллельных вселенных, она запрещает перемещение между ними, причем это такой же фундаментальный запрет как невозможность двигаться быстрее скорости света. Конечно же, почти все запреты, устанавливаемые наукой одного времени, в дальнейшем пересматривались наукой другого времени, и уже сейчас некоторые ученые считают, что запрет на перемещения со сверхсветовой скоростью можно обойти, о чем мы еще поговорим. Но есть такие законы, которые могут оказаться фундаментальной истиной в последней инстанции, как быть тогда?

Предполагается второй выход из положения – использовать в качестве материала для создания и поддержания форм жизнедеятельности, не атомы, а что-то другое. Это могут быть неоткрытые нами более стабильные конфигурации частиц, или что-то кардинально новое, что еще могут открыть сверхцивилизации будущего. В конце концов, раз им удастся дожить до момента распада атомов, вполне возможно, что они заблаговременно разработают решение этой проблемы, или даже может быть, что они уже задолго до этого перейдут с атомов на новую форму. В любом случае, поскольку вселенная охлаждается, и процессы в ней замедляются, новая форма тоже должна подчиняться этому правилу, следовательно, должно измениться восприятие времени. Столетия в новой форме могут показаться длительностью меньше секунды. В принципе так можно перестраиваться бесконечно, переходя на новые более устойчивые и более медленные формы, если таковые существуют. Однако есть проблема, откуда брать энергию для поддержания жизнедеятельности. Даже если вопрос с энергией удастся решить, что если однажды обнаружится, что новые стабильные формы для обеспечения жизни просто физически не могут существовать. Тогда останется только задать извечный вопрос, а в чем был смысл жизни?

Есть объекты, которые продолжат свое существование и после того как не станет атомов, это черные дыры. Между прочим, они могут стать источником энергии, если разумным существам все-таки удастся найти новую форму и пережить исчезновение атомов. Но и они со временем испарятся. У черных дыр все наоборот, в отличие от звезд, чем больше их масса, тем дольше они проживут. Во времена, когда распадутся все протоны, подавляющее число черных дыр, оставшихся от массивных звезд, уже буду объединены со сверхмассивной. Однако тем черным дырам, которые были выкинуты за пределы галактик, хватит массы, чтобы прожить еще 10⁷⁰ лет до момента их полного испарения. То есть время их жизни во столько раз больше времени жизни протонов, наколько жизнь протонов дольше секунды. Сверхмассивные черные дыры проживут еще дольше. К тому моменту, когда последняя сверхмассивная черная дыра испустит последний всплеск излучения и исчезнет, вселенной будет уже 10¹⁰⁰ лет. Это число называют «гугол», оно настолько велико, что его значение больше чем количество элементарных частиц в наблюдаемой вселенной (10⁸⁸), и это столько лет должно пройти, чтобы сверхмассивные черные дыры завершили свой жизненный цикл. Вот уж кого можно назвать абсолютным рекордсменом среди долгожителей. Такую длительность тяжело сравнивать даже используя аналогии, к примеру, если мы сопоставим время жизни сверхмассивных черных дыр со временем жизни протонов, тогда в этом сравнении полное разрушение галактик произойдет в сотню раз быстрее планковского времени. Совершенно немыслимый временной промежуток, который можно назвать «почти вечностью».

По истечении 10¹⁰⁰ лет во вселенной наступит то, что называют эрой вечной тьмы. Вот тогда уже и начнется вечность, потому что не станет процессов, по которым можно будет измерять продолжительность времени. В этот период, когда атомы давно уже распались и все черные дыры испарились, во вселенной останутся только электроны, нейтрино и их античастицы: позитроны и антинейтрино. Нейтроны распадутся на протоны, электроны и антинейтрино. Протоны после распада оставят нейтрино и позитроны. Кроме того останутся электроны от атомных оболочек. Черные дыры, в момент своего окончательного испарения вырабатывают гигантскую энергию, формирующую различные элементарные частицы, которые в конечном счет тоже распадаются на электроны, позитроны, нейтрино и антинейтрино. Эти неделимые стабильные элементарные частицы останутся примерно в равном количестве, так сильно оскудеет вселенная.

Есть одна структура, которая может возникнуть в то отдаленное будущее, ее называют позитронием. Это атом, у которого в качестве ядра выступает не протон, а позитрон, так же имеющий положительный заряд. Такой атом, чтобы быть стабильным должен иметь огромные размеры, как минимум милларды световых лет в поперечнике. Для вселенной эпохи вечной тьмы такие расстояния будут пустяковыми, потому что к тому моменту она разрастется до небывалых размеров. Позитрон и электрон стремятся аннигилировать друг с другом, поэтому и необходимы такие расстояния, чтобы позитроний какое-то время мог быть стабильным, однако и он получается не вечным. Находясь разделенными даже расстоянием в миллиарды световых лет, электрон и позитрон продолжать чувствовать тягу к самоубийству. Маловероятно, что из позитрония смогут образоваться сложные структуры, не говоря уже о жизни. Потому что не может существовать разновидностей позитрония с тяжелыми ядрами, поскольку нет таких сил, которые удержали бы позитроны вместе. Значит, не о какой сложной химии у таких атомов не может быть и речи. В конце концов, все позитронии все равно аннигилируют.

Аннигиляция электронов и позитронов, нейтрино и антинейтрино, это тот процесс, который будет со временем ослабевать и замедляться в связи с уменьшением количества данных частиц, но полностью не прекратится никогда. Так же продолжит остывать остаточное космическое излучение и его охлаждение, стремясь к абсолютному нулю, тоже никогда не завершится. В принципе уже можно объявлять, что вселенная умерла. Такой сценарий был предсказан еще в середине XIX века и назван тепловой смертью вселенной. Сегодня подобный сценарий признан многими космологами. Его основанная характеристика в том, что в соответствии с законами термодинамики, с самого момента рождения вселенной, темп событий в ней должен замедлятся (см. таб.7).

Все-таки нельзя сказать, что к тому моменту вселенная полностью погибнет, потому что на протяжении оставшейся вечности периодически будут возникать так называемые скачки, которые бывают двух видов. Первый тип скачков, называется термодинамическим. Это удивительное явление связано со спонтанным нарушением второго закона термодинамики. Несмотря на то, что скорость движения всех частиц стремится стать одинаковой, а дисбаланс между холодными и теплыми областями всегда сглаживается, иногда происходят события, которые будут исключением из общего правила. Так, например, в большинстве случаев, быстрая и медленная частица, столкнувшись, уравняют свои скорости. Но может случиться так, что медленная частица подтолкнет быструю, и та станет еще быстрее, а медленная напротив еще сильнее замедлится. Такое событие случается очень редко, а череда таких событий вообще маловероятна. Поэтому вода, никогда не закипает в холодильнике, хотя есть отличная от нуля вероятность, что это может произойти, только вот ждать такой случайности придется дольше, чем уже существует вселенная. Но когда время во вселенной уже не имеет смысла, то есть на временных интервалах более 10¹⁰⁰ лет, такие термодинамические скачки могут случаться. Однако стоит учитывать то, что вселенная в свою очередь продолжит расширяться и остывать. С уменьшением плотности и температуры во вселенной, будет уменьшаться вероятность крупного термодинамического скачка, а значит, для его свершения будет требоваться все больше и больше времени. Таким образом, со временем даже термодинамических скачков будет возникать все меньше и меньше, и они будут все слабее и слабее.

Другой тип скачков назван квантовым. Вероятность их возникновения еще меньше, чем у термодинамических, зато они не так сильно зависят от расширения вселенной. Это явление основано на квантовых свойствах частиц и их способности спонтанно переместится в другую точку пространства. Таким образом, всегда будет оставаться вероятность, что однажды квантовый скачек создаст какую-либо сложную структуру. Тут следует напомнить о свойстве бесконечных хаотических последовательностей, благодаря которому в пределах этой последовательности могут возникать любые случайности. В случае с бесконечной вселенной это явление проявит себя следующим образом: если достаточно долго лететь вглубь пространства, то есть вероятность встретить все что угодно. Аналогию этому можно привести и во временных рамках. Теорема о бесконечных обезьянах, самая известная демонстрация возможностей бесконечного времени. Звучит она следующим образом: если посадить несколько обезьян за пишущие машинки, и они станут набирать на них всякую околесицу, причем делать это, они будут целую вечность, то рано или поздно, одна из обезьян напечатает пьесу Шекспира. Таким же образом бесконечная последовательность квантовых скачков может создать все что угодно, сколько угодно раз подряд. Было, например, подсчитано, что спонтанное возникновение структуры сложность, которой сопоставима со сложностью человеческого организма произойдет через 10 в степени 10⁵⁰ (единица с 10⁵⁰ нулями) лет. Получается, что вечность времени не менее интересная штука, чем бесконечность пространства и тогда вряд ли уместно говорить о «смерти» вселенной. Задумайтесь над тем, что может быть, и не было никакого большого взрыва и всей этой эволюции с динозаврами или австралопитеками, а вся вселенная возникла спонтанно в результате квантового скачка минуту назад, когда вы только начали читать этот абзац.

Такой сценарий не исключен, но крайне маловероятен. Наука учит нас тому, что никогда нельзя быть уверенным в чем-то на сто процентов, всегда имеется вероятность другого исхода событий. Поэтому нельзя с уверенностью заявлять, что тепловая смерть вселенной это абсолютно верный прогноз на будущее. Сегодня к нему склоняются подавляющее количество ученых, но есть и те, кто сомневается в этом сценарии. Однако их версии еще менее оптимистические, так как согласно им конец всему может прийти гораздо раньше. В любом случае нельзя с полной точностью предсказать будущее вселенной, когда мы еще практически ничего не знаем о 95% ее состава.

То, что мы можем непосредственно наблюдать в телескопы это только 5% от всего, что содержится во вселенной. В процентном соотношении масс, состав вселенной следующий: излучение – 0.005%, нейтрино – 0.3%, звезды (в т.ч. другие астрономические тела) – 0.4%, межгалактический газ и пыль – 3.6%, темная материя – 22.7% и темная энергия – 73%. О последних двух сущностях мы ничего не знаем, кроме того, что они есть, и в данный момент оказывают определенное влияние на вселенную.

Влияние темной материи было обнаружено еще в тридцатых годах XX века, когда астрономы поняли, что массы галактик не хватает для того чтобы гравитация могла удержать такие величественные структуры в целостности. Скорость вращения у галактик велика, а их наблюдаемые массы явно недостаточны для того, чтобы противостоять центробежной силе. Недостаток массы списали на невидимую темную материю. Без нее как показывают расчеты, отдаленные области галактических дисков (или эллипсов) улетели бы в межгалактическую пустоту, поскольку гравитации галактики не хватило бы для их удержания. Темная материя  не концентрируется как обычная в звезды или планеты, она равномерно распространена в пределах галактики образуя гало, шаровидный фундамент, который внутренней гравитацией удерживает галактику (см. рис.13). Из-за того что темная материя не проявляет свойств концентрации и не излучает света, следовательно она неподвержена электромагнитным силам и с обычной материей может взаимодействовать только гравитационным образом*. По всей видимости, без темной материи галактики даже и не сформировались бы. После большого взрыва гравитация темной материи удержала, образовавшийся, первичный газ, иначе он разлетелся бы в пространстве слишком сильно, и не было бы тогда не звезд, ни галактик. В будущем холодные звездные остатки и мертвые планеты будут захватывать своей гравитацией темную материю, постепенно уменьшая ее концентрацию. Поэтому процесс рассеивания галактик усугубится уменьшением гравитационного клей в лице темной материи.

Кроме того сегодня ученые приходят к выводу, что темная материя может накапливаться в космосе сама по себе, а не только окружая галактики. Причем такие скопления темной материи могут быть невероятно массивными. Например, известно, что наше сверхскопление Девы и несколько соседних движутся в сторону огромной невидимой массы, названной Великим Аттрактором. В далеком космосе есть явление еще более величественное, которое называют Темный Поток: тысячи сверхскоплений движутся почти синхронно. Такое воздействие на них может оказывать только чрезвычайно массивный объект, вероятно находящийся где-то за пределами наблюдаемой вселенной.

Одна из самых перспективных задач, как в физике, так и в астрономии это определение природы темной материи. Наиболее популярное объяснение лишает темную материю таинственности, согласно ему это всего лишь еще одни класс элементарных частиц, которые нам пока неизвестны. Они не должны иметь электрического заряда и по своим свойствам должны напоминать нейтрино, но при этом иметь большую массу. Многие могут вспомнить, что по законам квантовой механики все тяжелые частицы должны распадаться на более легкие. Это не совсем так. Среди фермионов распадаются частицы из второго и третьего поколений, потому что за счет слабой ядерной силы им дозволено превращаться в легких собратьев из первого поколения. Так, например, мюон (электрон второго поколения) распадается на электрон и нейтрино. Если частицы темной материи представлены еще один семейством фермионов, пока что еще неоткрытым, то они не смогут распадаться на более легкие частицы из семейства кварков или электронов, потому что это противоречит законам сохранения свойств элементарных частиц, что установлены квантовой механикой. Этому новому типу фермионов даже придумали название: «нейтралино».

Нейтралино пытаются обнаружить на подземных детекторах с резервуарами жидкости, похожих на те, где изучают нейтрино и стремятся зарегистрировать распад протона. Но пытаться регистрировать нейтралино, таким способом, не так-то просто. Более шестидесяти миллиардов нейтрино, излученных солнцем,  пронизывают каждый квадратный сантиметр поверхности Земли за секунду. Так как нейтрино электрически нейтральны, то на нас не оказывают никакого влияния, и свободно пролетают насквозь, лишь крошечная часть из них детектируется в резервуарах подземных лабораторий. Концентрация нейтрально по предварительным подсчетам должна быть еще в миллион раз меньше. Чтобы отличить их от нейтрино, придумана методика, основанная на регистрации особых последствий, которые создают нейтралино, если попадают по ядру атома. Однако она не очень эффективна из-за радиоактивного фона. Окружающая среда и даже детекторы содержат радиоактивные примеси, при распаде ядер которых срабатывает ложная тревога. Причем этих ложных сигналов от естественной радиоактивности в сотню раз больше чем действительных регистраций нейтралино, и сложность в том, как их различить. Поиски ведутся так же на ускорителях, но из-за того что эти частицы могут быть очень массивными, то и родиться они смогут, только если на это хватит энергии ускорителя. Судя по первым результатам, полученным с Большого Адронного Коллайдера ему энергии на рождение нейтралино не хватает.

Существуют так же радикальные гипотезы о природе темной материи, предполагающие, что ее и не существует вовсе, просто наши законы физики пока не учитывают некоторый важный фактор, становящийся значимым в галактическом масштабе. Может быть, решение загадки кроется в природе гравитации, которая на больших масштабах начинает причудливо себя вести. Большинство из таких предположений были опровергнуты, но недавнее открытие, сделанное на рубеже XXI века, возродило часть из них.

Астрономы сделали это открытие, когда пытались выяснить, с какой скоростью замедляется расширение вселенной, которое вызвал большой взрыв. Изучая сверхновые, имеющие примерно одинаковую светимость, но находящиеся на разных расстояниях, они пришли к выводу, что расширение вселенной не замедляется, а наоборот ускоряется. Это значит, что должна присутствовать некоторая энергия, которая содействует этому. Позже изучение микроволнового излучения, оставшегося после большого взрыва, подтвердило, что 73% вселенной заполнено некой темной энергией. За счет этих данных и были сделаны выводы, что в будущем в пределах наблюдаемой вселенной останется только наше скопление, поскольку остальные галактики будут все быстрее и быстрее удаляться друг от друга, а значит, вскоре их относительные скорости превысят скорость света и они навсегда скроются от нашего взора.

Естественно после этого неожиданного открытия сразу же возникли споры о природе темной энергии. По сути, она выполняет роль антигравитации, отталкивая объекты друг от друга, но ее действие слабее гравитации, поэтому влияние сказывается только там, где гравитационные связи уже не действуют, например, между скоплениями галактик. Одно из возможных объяснений заключается в том, что темная энергия это вакуумное поле, вроде того, что придает массу частицам. То есть темная энергия это некие скалярные частицы равномерно заполняющие пространство. Возможно это остаток от вакуумного поля, которое было ответственно за космическую инфляцию. Вероятно, не весь его потенциал превратился в фермионы, какая-то часть осталась, вопрос в том, почему осталась и почему именно такая часть. Ну и другое объяснение, в данный момент пользующееся меньшей популярностью, продолжает идеи, которые выдвигают альтернативные гипотезы темной материи. Предполагается, что темная энергия тоже не имеет никаких физических составляющих, а это неотъемлемое свойство пространства, заставляющее гравитацию отталкивать на больших масштабах.

Изучение этих темных сущностей продолжается, и пока наверняка не выяснят, чем они являются, нельзя строить достоверных прогнозов о будущем вселенной. Сейчас темная энергия преобладает над темной материей, но 7 миллиардов лет назад, когда вселенная была наполовину моложе, все было наоборот, темная материя преобладала над темной энергией. Тогда вселенная еще не расширялась с ускорением. Почему темная энергия возобладала именно в этот момент остается загадкой, но делает намеки в пользу гипотезы с вакуумным полем. После 7 миллиардов лет расширения общая плотность частиц темной материи во вселенной уменьшилась. Темная энергия же представлена скалярными частицами, и те всегда сохраняют постоянную концентрацию, поэтому ее влияние вышло на первый план. Однако в таком объяснении имеется ряд теоретических трудностей, и значит это еще не окончательное решение. В общем, пока мы точно не выясним природу темной материи и темной энергии, мы не можем знать, как они поведут себя в дальнейшем.

Что если темная энергия непросто ускоряет расширение, но и сама ее интенсивность усиливается, ведь когда-то она смогла начать доминировать, над всем остальным во вселенной. В случае если интенсивность темной энергии будет расти, тогда вселенная не просто будет расширяться с ускорением, но и само ускорение будет увеличиваться. Это значит, что вскоре темная энергия возобладает над гравитацией и тогда со стремительной быстротой разрушатся не только галактики, но еще и звезды, и планеты. В такой вселенной возникнет ощущение того, что гравитацию выключили. Однако это еще не все. Вскоре интенсивность темной материи превысит электромагнитную силу и тогда электромагнитное притяжение станет невозможным. Атомы и соответственно любые сделанные из них структуры разлетятся на ядра и электроны. В конце, когда сила темной энергии превысит сильную ядерную силу, самую мощную в природе, тогда даже ядра разлетятся, и вся вселенная будет состоять из изолированных элементарных частиц. Такой исход событий называют теорией большого разрыва. В этом случае, в отличие от сценария тепловой смерти, неотвратимый конец вселенной будет приближаться с нарастающей скоростью.

С другой стороны темная энергия может рассеяться и тогда расширение начнет замедляться. Кто знает, может тогда темная материя преподнесет нам какой-нибудь сюрприз, и если она начнет доминировать в пространстве, тогда вселенная наоборот начнет сжиматься. Гравитация будет притягивать галактики, пока они не сольются в единую массу. Рост температуры и увеличение числа космических столкновений при этом неизбежны. Космическое изучение будет усиливаться и впоследствии выжжет все живое на планетах. Дальнейшие сжатие приведет к тому, что все содержимое вселенной превратится в раскаленный огненный шар, а затем вся вселенная схлопнется в черную дыру. Это вариант конца света называют большим сжатием и до открытия темной энергии, он пользовался большой популярностью среди космологов, но сейчас считается маловероятным.

Подавляющее число физиков считают, что соотношение темной энергии и темной материи в будущем должно оставаться прежним, и если они не проявят никаких экстраординарных свойств, то вселенную ждет сценарий тепловой смерти, описанный несколькими страницами выше. Однако если что-то пойдет не так, тогда вселенная лишится возможности безмятежно и вечно охлаждаться, потому что Большой разрыв или Большое сжатие могут наступить менее чем за триллион лет.

Но это еще не самое страшное, есть возможность того, что конец вообще случится внезапно. Вселенский Армагеддон вполне может образоваться буквально на пустом месте. Каким образом пустота может скрывать в себе угрозу для всей вселенной? Дело в том, что с точки зрения квантовой механики вакуум не пуст. Во-первых, он пронизан волнами вероятности частиц. Во-вторых, он наполнен бозонами, постоянно курсирующими между фермионами, и создающими тем самым фундаментальные природные силы. А так же не нужно забывать про вакуумные поля из скалярных частиц, которые по большей части и ответственны за сложные взаимосвязи между бозонами и фермионами. Это еще не полный список причин, по которым вакуум не может быть пустым.

Из-за того что вакуум не пуст в нем постоянно должны происходить какие-то процессы, которые называют квантовыми флуктуациями*. Главный вывод, который физики сделали на основе этих явлений, заключается в том, что даже в пустом пространстве всегда присутствуют частицы, называемые виртуальными. Виртуальные частицы рождаются парами (частица-античастица) из ниоткуда, и сразу же аннигилируют, исчезая в никуда. Беспокойный вакуум позволяет этим частицам брать у природы энергию взаймы, чтобы возникать из небытия. Закон сохранения энергии при этом совсем не нарушается, потому что, одна из частиц обладает отрицательной энергией, а другая положительной, поэтому после аннигиляции общее количество энергии становится равным нулю, как будто, ничего и не происходило. К тому же принцип неопределенности не позволит напрямую зарегистрировать это явление, поэтому с точки зрения квантовой механики оно естественно. Доказательство существования виртуальных частиц было получено в эксперименте Казимира. Этот физик предложил эксперимент в середине XX века, но технические возможности для его проведения появились только на заре XXI века. По условиям эксперимента в полном вакууме необходимо расположить очень близко друг другу две пластины, расстояние между ними должно быть всего в несколько нанометров. В этом изолированном промежутке будет возникать меньше виртуальных частиц, а значит, вакуум там будет разреженнее и пластины притянет друг к другу (см. рис.14). По закону сохранения энергии получается, что внутри этого разреженного вакуума возникает отрицательная энергия.

Эффект отрицательной энергии это главная причина по которой происходит испарение черной дыры. Виртуальные частицы возникают в пространстве повсеместно даже поблизости с черной дырой. Однако те, что возникли у самой ее границы, могут быть разлучены, прежде чем успеют аннигилировать. Все потому что одна из частиц будет захвачена гравитацией, противостоять которой у границ черной дыры уже ничто неспособно. По законам квантовой механики та частица, которая была захвачена, она и несет отрицательную энергию, а та, что спаслась, уносит положительную (см. рис.15). Таким образом, черная дыра как бы расщепляет вакуум, извлекая из него виртуальные частицы, и поглощает отрицательную энергию, из-за чего со временем и теряет свою массу. Однако при взгляде со стороны, кажется, будто черная дыра испаряется обычным образом, излучая частицы.

Хотя физики и уверены в данном процессе, все же эффект испарения черных дыр еще ни разу не наблюдался. Собственно и сами-то черные дыры удалось обнаружить лишь косвенным путем, что уж говорить об их испарении. Даже имея возможность вблизи наблюдать за черной дырой, не получится зарегистрировать этот эффект. Все потому что интенсивность испарения зависит от размера, и у черных дыр звездных масс, не говоря уже о сверхмассивных, эффект будет очень слабым. В качестве подтверждения астрономы планируют зарегистрировать финальные стадии жизни первичных черных дыр, которые могли образоваться как пространственно-временные дефекты во время большого взрыва. Их размеры относительно малы и к сегодняшнему дню некоторые из первичных черных дыр уже должны окончательно испариться. Учитывая то, что, испаряясь, дыра уменьшается, а с уменьшением размера растет интенсивность испарения, то финальная стадия жизни черной дыры будет похожа на гигантский взрыв, подобно взрыву очень большой бомбы из антивещества. Если такое явление будет зарегистрировано, то станет доказательством невероятной силы вакуума над всем остальным в природе. Ведь получается, что как вода со времнем может сточить камни, так и вакуум способен уничтожить черные дыры, самые мощные объекты во вселенной.

Теперь понятно, что главная сила вакуума в квантовых флуктуациях, которые являются его неотъемлемой частью. Они влияют на все в природе, даже на фундаментальные силы. Реальные частицы постоянно взаимодействуют с виртуальными частицами и с другими вакуумными явлениями, то есть можно сказать взаимодействуют непосредственно с вакуумом, что сказывается на их поведении. Таким образом, мы наблюдаем не истинную природу частиц, а их состояние, в котором они постоянно противодействуют вакууму. Поэтому можно сделать вывод, что сам вакуум имеет свойства, и именно они определяют характеристики частиц. Свойства вакуума со временем могут изменяться, причем это скачкообразный процесс, связанный с нарушением внутренней симметрии вакуума. Разделение сил в первые мгновения большого взрыва сопровождалось тем, что вакуум менял свои свойства. Вернее надо сказать, что это изменение свойств вакуума приводило к тому, что частицы меняли свои характеристики и, следовательно, изменялись типы взаимодействий между ними. В итоге сегодня мы имеем определенное количество фермионов, большая часть которых тяжела и нестабильна, а стабильные стали основой для атомов. Так же нынешние свойства вакуума позволяют существовать четырем типам бозонов, которые способны поглощаться и испускаться фермионами, что является основой четырех сил. Но что значит, изменение свойств вакуума вызвано нарушением его внутренней симметрии? Как у вакуума вообще может быть какая-либо симметрия?

Вообще в природе все симметрично и кажется, что природа всегда стремится к симметрии. Посмотрите на форму снежинки, представьте сферические формы планет, симметрией обусловлено даже строение нашего тела. Все потому что симметричные формы обычно соответствуют состояниям с наименьшей энергией. Но иногда случается то, что называют нарушением симметрии, когда состояние с наименьшей симметрией становиться не самым низкоэнергетическим. Так происходит в частности при понижении температуры. Представьте себе лед и воду. Что из них наиболее симметрично? Правильный ответ – вода. Чтобы понять почему, нужно привести еще одну аналогию. Очевидно, что сфера симметричней куба, ведь чтобы ее ориентация в пространстве оставалась той же, ее можно вертеть в любые стороны, насколько угодно градусов. Чтобы куб оставался в том же положении его можно повернуть лишь в одну из четырех сторон и только на величину кратную 90 градусам. Поэтому и получается, что сфера симметричней куба или, говоря научным языком, куб имеет меньше степеней свободы, чем сфера. Со льдом то же самое, молекулы воды выстраиваются в строго ориентированные в пространстве кристаллы и их движения становятся ограниченными. Молекулы в жидкости в свою очередь могут двигаться свободно во все стороны. Когда вода замерзает, она теряет внутреннюю энергию и приобретает менее симметричное состояние. Физики считают, что нечто подобное произошло с частицами и с фундаментальными силами, когда их типы и свойства разделились, только в этом случае симметрию терял сам вакуум. Пока не ясно, что определяет симметрию вакуума, поэтому, чтобы в дальнейшем наглядно ее представлять, можно пользоваться аналогией с внутренней симметрией жидкости. Если говорить более абстрактно, то несимметричность вакуума можно изобразить в виде типов частиц, которые могут в нем существовать и связей, которые могут возникать между ними (см. рис.16), соответственно, чем больше типов частиц допускает вакуум, тем меньше его симметричность. В свою очередь, чем больше типов частиц, тем больше между ними может возникать связей, а за счет этого нам и кажется, что существует несколько фундаментальных сил.

Симметрия вакуума в самом начале существования вселенной несколько раз нарушалась, и он изменял свои свойства. Это происходило аналогично тому, как замерзает вода. Все дело в температуре, которая в ранней вселенной была огромна, и вакуум имел высокоэнергетическую конфигурацию с высокой симметрией. Но с понижением температуры конфигурации вакуума менялись на менее энергетические и при этом менее симметричные. Процесс изменения свойств вакуума только за первую микросекунду после Большого взрыва, случился, по крайней мере, три раза. Каждый раз это сопровождалось разделением одной фундаментальной силы на две новых и тем, что большинство частиц меняло свои характеристики, появлялись новые типы частиц.

Изменение и разделение фундаментальных сил, происходило потому что всякий раз, когда вакуум менял свои свойства это сказывалось на характере отношений между частицами, так что они претерпевали изменения (см. рис.17). Конденсации вакуумных полей, таких как хиггсово поле, которое придало частицам массу, произошли по той же причине. Рассмотренные ранее вакуумные дефекты, такие как магнитные монополи и космические струны, есть не что иное, как складки старого высокоэнергетического вакуума. Частицы, в свою очередь, тоже можно описывать всего лишь как несимметричные проявления вакуума, поэтому все законы физики, так или иначе, сводятся к свойствам вакуума. Это еще раз доказывает нам то, что частицы и их характеристики должны иметь происхождение из пространства-времени. Где-то в природе пустоты и скрывается та истина, которую ищут физики.

Сегодня многие ученые считают, что наличие во вселенной темной энергии, может означать, что вакуум еще не истратил полностью свой энергетический потенциал. То есть должны быть состояния вакуума менее низкоэнергетические, чем нынешнее. И однажды может случиться так, что вакуум вновь сменит свою конфигурацию. Это приведет к тому, что частицы могут вновь изменить свои свойства, а значит, все связи между ними исчезнут. Случится переход где-то в определенной точке, в которой так сложатся обстоятельства, что вакуум спонтанно примет эту низкоэнергетическую конфигурацию. После чего процесс уже будет не остановить. Во все стороны со скоростью света устремится волна, которая сметет старый вакуум на смену новому. Самое страшное, в том, что мы не сможем увидеть надвигающуюся катастрофу, потому что ничто не распространяется быстрее скорости света и неспособно предупредить о конце Вселенной. После того как волна нового вакуума накроет нас, электроны и кварки мгновенно изменят свои характеристики и все связи между ними пропадут. Атомы сразу же разлетятся, и мы даже не успеем этого почувствовать, просто в один миг, канем в небытие. А новый вакуум продолжит распространяться, пока не поглотит всю вселенную.

Мы не знаем наверняка, произойдет ли переход вакуума в новое состояние, и уж точно не можем определить, где и когда это случится. Переход может возникнуть уже после тепловой смерти вселенной, а может случиться даже завтра неподалеку от Земли. Кто знает, а вдруг на нас уже движется волна нового вакуума. Чтобы более определенно ответить на эти вопросы, нужно выяснить, чем обусловлены свойства вакуума на самом фундаментальном уровне планковских масштабов. Здесь мы сталкиваемся с весьма необычной ситуацией. Получается, для того чтобы постигнуть бесконечные промежутки времени и безграничные отрезки расстояний, нужно понять мельчайшие основы. Только когда мы выясним, какова истинная природа пустого пространства и что же придает частицам и силам природы их характеристики, только тогда мы сможем более уверенно говорить не только о смерти вселенной, но и о причине ее рождения.

следующая глава...