Чи зможуть вчені в дуже далекому майбутньому встановити, з чого почалася наша світобудова?
У щонайближчому майбутньому, приблизно через 5 млрд років, наш рідний Чумацький Шлях і його найбільша сусідка в місцевій групі галактик, туманність Андромеди, зіллються в єдину галактику Мілкомеду (Milky Way + Andromeda). Скільки-небудь масивні зірки давним-давно випалять термоядерне паливо і перетворяться в чорні діри, нейтронні зірки або білі карлики. Тому популяція стабільних світил Мілкомеді буде здебільшого представлена ??червоними карликами, здатними протягнути кілька трильйонів років. Правда, залишаться і згустки космічного газу, які при відповідних умовах зможуть дати початок новим зіркам, навіть таким потужним, як Сонце.
- Гравітаційна астрономія стає головним інструментом спостереження темної матерії
- Звідки взялося світіння в околицях Великого Ковша (фото)
- Чарівні знімки показують, що кільця Урана мають унікальний склад
Припустимо, що десь в Мілкомеді на планеті Х виникло розумне життя, яке створило технологічну цивілізацію. Припустимо, що ці істоти оволоділи квантовою механікою, ядерною фізикою, релятивістською теорією тяжіння та іншими точними науками на нашому нинішньому рівні. Ніщо не завадить їм обзавестися апаратурою для дослідження Мілкомеді. Але чи зможуть вони створити поряд з астрономією і астрофізикою ще й наукову космологію, що пояснює походження і еволюцію Всесвіту?
Без слідів
На перший погляд, це неможливо – просто через відсутність фактичних даних. Якщо Всесвіт і далі буде розширюватися з таким же прискоренням, як в останні 7 млрд років, всі зоряні скупчення, які не належать місцевій групі, підуть далеко за горизонт подій і тому виявляться недоступними для спостережень. Вченим майбутнього з планети Х не варто розраховувати і на аналіз космічного реліктового випромінювання. Через трильйон років характерна довжина його хвиль, яка зараз вимірюється міліметрами, збільшиться в 1029 разів і знову-таки перевищить радіус горизонту подій. Чи не виявиться так, що якщо у мешканців планети Х і виникне космологія, то тільки міфологічна?
Втеча з Мелікомеді
Відповідь на це питання можна знайти в статті професора астрономії Гарвардського університету Аві Леба «Cosmology with Hypervelocity Stars», опублікованій в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Леб вважає, що астрономи далекого майбутнього зможуть все-таки шляхом спостережень визначити щільність енергії космічного вакууму (так звану темну енергію), а також з’ясувати кількісні характеристики розподілу хмар космічного газу, зірок і частинок темної матерії всередині Мілкомеді. В принципі, цієї інформації цілком достатньо для відтворення історії Всесвіту аж до епохи Великого вибуху.
Як же вчені планети Х витягнуть потрібні відомості? На думку професора Леба, це можна буде зробити, спостерігаючи рух зірок, що розривають гравітаційні пута Мілкомеді і йдуть у відкритий космос. В останні роки такі світила були виявлені в нашій Галактиці. Це надшвидкісні зірки, hypervelocity stars, згадані в заголовку статті Льоба. Вони розганяють в поле тяжіння чорної діри, розташованої в центрі Чумацького Шляху, набуваючи швидкості близько 1000 км / с, достатні для виходу в міжгалактичний простір. Резонно припустити, що надшвидкісні зірки час від часу будуть з’являтися і в Мілкомеді, причому з тієї ж причини.
- Астрономи помітили нестачу космічних променів в центрі Чумацького Шляху
- Вчені: На схожих на Землю замерзлих планетах може бути життя
- Що було до Великого вибуху: за межею часу
Плюс трохи теорії
Зрозуміло, зірку-втікачку буде пригальмовувати тяжіння Мілкомеди. Однак на дуже великих дистанціях воно ослабне настільки, що перестане перешкоджати захопленню зірки прискореним розширенням Всесвіту. Це означає, що радіальна швидкість зірки відносно центру Мілкомеді спочатку впаде, а потім почне зростати. Астрономи планети Х цілком зможуть відстежити ці зміни на доплеровських зрушеннях спектральних ліній зоряного випромінювання (правда, їм доведеться запастися терпінням, оскільки зміни знака прискорення типовою бродячої зірки доведеться чекати не менше пари мільярдів років).
А далі настане черга теоретичного аналізу. На основі отриманих даних вчені зможуть обчислити як щільність вакуумної енергії, так і середню щільність матерії Мілкомеді. Використовуючи математичний апарат астрофізики (до якого їм, природно, доведеться дійти своїм розумом), вони будуть в змозі змоделювати процеси зоряної еволюції і визначити як вік Мілкомеді, так і вік Всесвіту. Їм навіть вдасться зрозуміти, що розширення космічного простору спочатку уповільнювалося гравітацією, а потім прискорилося енергією вакууму. Додумавшись до гіпотези Великого вибуху, вони реконструюють найбільш ранню історію Всесвіту (для цього, звичайно, їм доведеться застосовувати знання в галузі ядерної фізики і фізики елементарних частинок). Як підкреслює Аві Леб, можна сподіватися, що і в дуже далекому майбутньому розумні істоти зможуть не тільки творити міфи про походження світу, а й конструювати абсолютно наукові космологічні моделі.
Натхнення: www.popmech.ru