Каким будет конец вселенной?

Представьте нашу Вселенную в бесконечно далеком будущем. Холодная, пустая. В пустоте — одинокий протон, последний в своем роде. Он прожил невероятно долго, наблюдая за изменениями Вселенной.

За 100 миллиардов триллионов лет космос эволюционировал. Протон был свидетелем всего происходящего. Если бы он мог думать, то, возможно, грустил бы о прошлом и размышлял о будущем. Как старик, ожидающий конца, он вспоминал бы свои времена.

История протона началась 100 миллиардов триллионов лет назад, когда Вселенная была молодой, горячей и захватывающей. Его рождение было запутанным, но нас сейчас не очень интересует его родословная.

Наша история начинается через одну стомиллионную миллиардную долю секунды после Большого взрыва. Тогда Вселенная состояла только из огня и света. Именно здесь зародился наш протон.

Вопросы о происхождении Вселенной и нашего места в ней остаются без ответа. Физические теории пока не могут объяснить, что произошло в первые мгновения. Но мы знаем, что Вселенная пережила огромное потрясение — космическую инфляцию.

За долю мгновения Вселенная расширилась более чем в 3 миллиона триллионов раз. Энергия инфляции превратилась в материю и излучение — сверхплотный, горячий суп из фундаментальных частиц. Кварки, электроны, фотоны и нейтрино сталкивались, создавая хаос.

По мере расширения Вселенная охлаждалась. Через миллионную долю секунды она достигла температуры чуть больше триллиона кельвинов. Это позволило сильному ядерному взаимодействию связать кварки в протоны и нейтроны.

Через одну секунду Вселенная остыла до миллиарда градусов. Протоны и нейтроны перестали меняться, но сильное взаимодействие связало их в первые атомные ядра. За 10 минут образовались первые элементы. 75% Вселенной состояло из одиночных протонов — ядер водорода.

Наш протон оказался в ядре гелия — втором по распространенности элементе. Внутри ядра протоны и нейтроны постоянно превращались друг в друга. Их идентичность была неоднозначной.

В первые космические минуты протон был связан с ядром. Он пережил миллиарды лет изменений, прежде чем вернулся к своему привычному состоянию.

Тысячи лет Вселенная оставалась горячей плазмой — морем атомных ядер и электронов, окруженных высокоэнергетическим излучением. Пока электроны притягивались к ядрам, излучение их отталкивало.

Через четыре тысячи лет Вселенная расширилась и остыла до нескольких тысяч кельвинов. Энергия излучения ослабла, и электроны связались с ядрами, создав первые настоящие атомы. Вселенная стала нейтральной и вступила в первый темный век.

Гравитация начала стягивать материю, создавая сгустки. Темная материя, невидимая для фундаментальных сил, стала движущей силой. Ее было в шесть раз больше, чем обычной материи. Она начала собираться в огромные скопления, которые затем объединялись.

В этих сгущениях материи рождались первые звёзды. Это был новый этап в истории нашего одинокого протона, заключённого в ядре гелия. Его путешествие только начиналось.

Через сто миллионов лет после Большого взрыва Вселенная пережила второе великое пробуждение — вспышку звёздообразования. В сгустках водорода и гелия под действием гравитации зажигались первые звёзды-гиганты, в сотни раз массивнее Солнца. Их жизнь была яркой и короткой.

Внутри этих звёзд шли ядерные реакции: протоны сливались, формируя более тяжёлые элементы. Но наш протон, находящийся в ядре гелия — не сразу оказался в таких условиях. Его ядро оставалось в холодных межзвёздных облаках, дрейфуя сквозь туманность времени.

Прошли миллиарды лет. Гелиевое ядро с нашим протоном в конце концов оказалось втянутым в новообразующуюся звезду — в эту огненную кузницу. Давление и температура в её недрах заставили ядро распасться. Протон был наконец освобождён — впервые за миллиарды лет.

Но праздновать было некогда: его сразу же втянула другая реакция. Он столкнулся с другими протонами и превратился в часть углеродного ядра, затем — в кислород, затем — в кремний. Так он участвовал в космическом алхимическом спектакле, создавая атомы, из которых впоследствии возникли планеты, океаны и, в конечном итоге, жизнь.

Однако судьба была неумолима. Звезда, в которой он оказался, прожила свой век и взорвалась как сверхновая. Наш протон, теперь — в составе атома железа, был выброшен в космос. Он мчался в межзвёздном пространстве на гигантской скорости.

В течение следующих миллиардов лет он оказался частью межзвёздной пыли, стал частью другого протопланетного диска, а потом — и самой планеты. Возможно, даже на миг стал частью чьего-нибудь организма. Кто знает — может, он был частью молекулы воды, циркулирующей в каком-то древнем океане, или атомом железа в крови живого существа.

Но всё в этом мире временно. Жизнь угасала, звёзды умирали, галактики отдалялись друг от друга. Расширение Вселенной не замедлялось — оно ускорялось. Через десятки триллионов лет последние звёзды потухли. Вселенная погрузилась в тёмную эру — время, когда уже не рождаются новые звёзды.

И наш протон всё ещё был здесь. Его путешествие стало одиночным. Он мог пролетать через галактики, сквозь пустоту, оставляя за собой только память о временах, когда Вселенная была полна света, тепла и жизни.

Будущее

Через 10¹⁰⁰ лет, если теория распада протона верна, он наконец исчезнет. Одна из самых стабильных частиц во Вселенной поддастся квантовым флуктуациям и разрушится, оставив за собой только немного энергии — как последняя искра в огромной космической ночи.

И с его исчезновением исчезнет и последняя материальная частица Вселенной.

Останется только тёмная, холодная пустота, наполненная разрежёнными квантовыми полями и бесконечным молчанием...