Часть 4. В 1997 году Ли Смолин добавил новый поворот в историю Вселенной, предложив космологический естественный отбор: из поколения в поколение население вселенных (включая ту, в которой мы живем) настраивается на производство черных дыр. Эта идея, известная как модель” развивающейся вселенной “, была предложена в то время, когда многие физики считали, что скорость расширения Вселенной уменьшается и в конечном итоге остановится, прежде чем превратиться в большой хруст. Модель "развивающейся вселенной" хорошо вписывается в понятие мультивселенной, которая находится на границе между физикой и философией. Многие космологи в настоящее время включают сферы мультивселенной в физику, а не в метафизику, но критики Мультивселенной не согласны и считают их в основном ненаучными. В последние одно-два десятилетия мы стали свидетелями интенсивных дебатов о том, какое место занимает наша Вселенная в предположительно гораздо более широкой картине-многовселенной, а также о возможных взаимосвязанных концепциях черных дыр, червоточин и белых дыр.
Существование черных дыр впервые было продемонстрировано в 1916 году Карлом Шварцшильдом. Происхождение и судьба черных дыр неумолимо диктуются термодинамикой и были горячей темой в течение последнего столетия. Согласно современным знаниям, те, кто имеет начальные массы между ста и ста тысячами солнечных масс, как полагают, сформировались в начале “жизни " Вселенной. Со временем эти большие черные дыры выросли, высасывая материю из окружающей галактической материи и/или сливаясь с другими черными дырами, пока некоторые из них не достигли масс, эквивалентных миллионам или даже миллиардам солнц. На этом этапе они становятся известными как SMBH. Каким бы ни был сценарий, SMBH, вероятно, сыграет важную роль в определении окончательной судьбы нашей Вселенной.
Долгое время считалось, что конечная судьба нашей Вселенной зависит от баланса между импульсом расширения, приданным Большим взрывом, и притяжением, оказываемым гравитацией. Ускоренная скорость расширения, через которую наша Вселенная, по-видимому, проходит в настоящее время, может привести к тому, что Вселенная будет распространяться непрерывно. Космологическая модель Big Rip, первоначально сформулированная в 2003 году Колдуэллом и его коллегами и недавно поддержанная новой математической формулировкой, предполагает, что Вселенная будет расширяться без ограничений, причем темная энергия в конечном итоге станет настолько невыносимо сильной, что материя Вселенной, от звезд и галактик до атомов и субатомных частиц, будет постепенно разрываться в определенное время в будущем. Были предложены и другие космологические модели, в которых Вселенная также будет расширяться вечно. В сценарии большого замораживания гравитация замедляет расширение, но не преуспевает в его остановке. Поскольку "топливо" во всех звездных поколениях истощается, Вселенная постепенно становится холодной и темной, поскольку она расширяется, оставляя только черные дыры, которые, в конечном счете, испарятся, поскольку слишком холодное пространство становится все более холодным.
Однако, предполагая, что большой хруст произойдет когда-нибудь в будущем, должна иметь место отчетливая последовательность событий, зависящая от SMBH: SMBHs, присутствующие в центрах галактик, могут в конечном итоге “проглотить” всю галактическую массу газа, пыли и звезд, а затем плавать в пространстве до тех пор, пока они не столкнутся и не сольются с другими гигантскими дырами, которые уже пожрали свои собственные бывшие галактики. Безжалостная гравитация впоследствии сдвинет их еще ближе друг к другу и соединит вместе многие галактические черные дыры в колоссальную черную дыру.
SMBHs с массами около 10 миллиардов Солнц были найдены в центре больших галактик, где они растут больше, поскольку они пируют на окружающей материи. Считается, что они относительно распространены во Вселенной. По крайней мере, некоторые из них уже присутствовали 13 миллиардов лет назад. Среди крупнейших SMBHs, найденных на сегодняшний день, есть один с массой 12 миллиардов Солнц от времени, когда Вселенной было менее 900 миллионов лет, и еще один был найден с массой 17 миллиардов Солнц в центре большой галактики NGC 1600, расположенной в малонаселенной области Вселенной на расстоянии 200 миллионов световых лет. Новости, опубликованные 11 февраля 2016 года на сайте космического телескопа Хаббл указывает, что рекордсменом является, пока что, 21 миллиард солнц-SMBH, который расположен в гигантской эллиптической галактике NGC 4889, примерно в 300 миллионах световых лет от Земли. Для сравнительных целей Млечный Путь содержит центральный SMBH, эквивалентный 4-5 миллиардам солнечных масс.
Считается, что черные дыры содержат сингулярность (то есть точку, не занимающую никакого пространства, но бесконечно плотную и бесконечно горячую, создавая тем самым бездонную яму в структуре пространства-времени), природа которой не совсем понятна.
Продолжение следует...