Космос становится горячее, и вот что это значит для нас

Вселенная не статична. Она постоянно развивается и растет во всех направлениях. Она расширяется, и ученые обнаружили это почти столетие назад. Скорость этого не стабильна: чем больше времени проходит, тем быстрее расширяется Вселенная. Когда это происходит, звезды, планеты и галактики удаляются друг от друга всё дальше и дальше, что оставляет между ними всё больше пространства. По мере расширения Вселенная должна становиться холоднее, верно? В конце концов, когда произошел Большой взрыв, она была намного плотнее. И намного горячее. По мере расширения космос остывал, что создавало условия для формирования планет, звезд и других космических объектов.

Но теперь всё не совсем так. Ученые тоже были удивлены, услышав это. Но наша Вселенная на самом деле становится горячее. Они наблюдали за температурой космического газа на большом расстоянии от нашей родной планеты в сравнении с молодыми газами ближе к Земле. Поскольку мы измеряем расстояние в космосе световыми годами, более далекие области подобны возвращению в прошлое, а более близкие к нам — наблюдению за сегодняшним днем. Ученые обнаружили, что за последние десять миллиардов лет температура газа в космосе выросла больше чем в десять раз. Теперь температура космического газа, раскиданного по всей Вселенной, может достигать около двух миллионов градусов Цельсия. Ничего себе.

По мере расширения Вселенной гравитационная сила делает свое дело и стягивает вместе газ и темную материю. Она упорно трудится и создает из них галактики и скопления галактик. Этот процесс совершенно хаотичен. Он настолько беспорядочен, что газ нагревается, пока всё это происходит. Космос был очень горячим, когда он только формировался, тринадцать миллиардов семьсот миллионов лет назад. Что, если он снова станет таким же горячим? Ученые наблюдают за ситуацией. Они убедились, что температура в космосе повысилась, измерив космические газы с помощью метода под названием красное смещение. Обычно этот метод используют, когда хотят увидеть, насколько далеко находятся те или иные космические объекты. Те объекты, которые находятся ближе к нам, имеют более короткие длины световых волн. Чем дальше какой-то объект, тем больше длина его световых волн. И теперь ученые могут определить температуру определенного объекта по его свечению.

В среднем космос — довольно холодное место. Свечение, оставшееся после Большого взрыва, называется реликтовым излучением, или космическим сверхвысокочастотным фоновым излучением. Оно настолько мощное и интенсивное, что освещает всю Вселенную. Это единственное, что значительно нагревает материю. Но существует множество более мелких механизмов, которые способствуют нагреванию материи во Вселенной. И они могут сойти с ума, если космос нагреется. Например, звезды. Они испускают излучение, которое воздействует на пыль и газ поблизости. Они также испускают излучение в дальнем инфракрасном диапазоне. Когда звезда находится на ранней стадии, ее излучение формирует протопланетные структуры, похожие на диски. В основном они формируются в одной плоскости. А яркая центральная звезда производит эффектное свечение газа. У этого газа голубые отблески.

Так было и с нашей планетарной системой. Сильная энергия и гравитационные силы вызывают столкновения, пыль и газ попадают в неконтролируемый вихрь, который формирует планеты. Вот почему большинство планет в Солнечной системе вращаются по своим орбитам в одном направлении. Именно в этом направлении когда-то вращался гигантский водоворот. Активные звезды, сталкивающиеся галактики, звездные катаклизмы, черные дыры, нейтронные звезды — во Вселенной много источников энергии. И когда вы окружаете обычную материю в космосе такой энергичной средой, она сильно нагревается. Нагреваясь, она излучает энергию определенным образом. В большинстве случаев в галактиках есть всего пара областей, где формируются звезды — это регионы, где происходит газовый коллапс. Пузырь, окружающий такую область, содержит ионизированный водород. Наше Солнце на три четверти состоит из водорода. Благодаря этому водороду Солнце согревает нас. В его ядре водород превращается в гелий и вызывает атомный синтез — так наше Солнце высвобождает свою энергию.

Радиация нагревает весь этот газ до многих тысяч градусов. В то же время она ионизирует большое количество атомов и молекул — что в основном означает превращение их в ионы. Атомы — это нейтральные частицы, а ионы — это отрицательно или положительно заряженные частицы. Если Вселенная нагревается, то и наше Солнце может нагреться. Если его температура достигнет тридцати тысяч градусов Цельсия, оно станет достаточно горячим, чтобы ионизировать все те материалы, которые ранее выбросило. И это может привести к образованию настоящей планетарной туманности. Это будет туманность в форме кольца, которая образуется из-за расширяющегося газа, окружающего стареющую звезду. Поскольку температура всё время повышается, водород ионизируется. При температуре в несколько тысяч градусов туманности в нашей Солнечной системе могут стать розовыми с эмиссионными линиями. Нашему Солнцу придет конец, если оно достигнет температуры пятьдесят тысяч градусов Цельсия. Если бы вы могли приблизиться к нему, то увидели бы, что оно светится жутковатыми зелеными оттенками из-за дважды ионизированного кислорода.

Высокоэнергетические явления приводят к столкновению галактик. Это еще больше нагревает газ и в итоге приводит к рентгеновскому излучению. А как насчет черных дыр и нейтронных звезд? Если они сойдут с ума, то смогут сформировать целые галактики, и кто знает, что еще. Возможно, мы получим больше мазеров. Это естественные лазеры, которые производит наша Вселенная. Они возникают, когда большие скопления молекул получают огромное количество энергии. К настоящему времени ученые обнаружили самый сильный и в то же время самый далекий мазер, настолько мощный, что он светит ярче, чем свет шесть тысяч Солнц — и это только в одной эмиссионной линии. Возможно, мы обнаружим еще более мощные мазеры. Если мы, конечно, вообще выживем. Поскольку Вселенная становится горячее, космическое излучение становится всё сильнее. Не лучшая новость для жизни на Земле. Усиление космического излучения может нам навредить. Кто знает, будет ли вообще возможна жизнь на Земле или мощная гравитационная сила утянет за собой нашу планету и столкнет ее с чем-нибудь.

Но не факт, что жизнь, как мы ее знаем, исчезнет полностью. Или, даже если это произойдет, она сможет каким-то образом возродиться в далеком будущем. Есть вероятность, что наша Вселенная может поддерживать жизнь на ранних стадиях. Звучит, конечно, сомнительно, если вспомнить, какой хаос вызвал Большой взрыв. Но это было только в самом начале. После того как всё немного успокоилось, из остатков огромных, самых ранних звезд образовались каменистые планеты. В Солнечной системе это Земля, Марс, Меркурий и Венера. Остальные наши планеты — это газовые гиганты без твердой поверхности.

В те времена радиация была довольно интенсивной, что здорово помогло в формировании каменистых планет — ведь для того, чтобы завихрить пыль и частицы и в итоге «испечь» планету, требуется много энергии. Этот период времени примерно совпадает с тем, когда в нашей Вселенной образовались первые звезды. Древние звезды были намного больше нашего Солнца. Но жили они недолго. В конце концов они взорвались как сверхновые и оставили тяжелые металлы в окружающем их космосе. Именно из этих частиц образовались каменистые планеты. В те времена радиация распространялась по всей Вселенной. Со временем это изменилось. Космос остыл. Но через четыреста тысяч лет после Большого взрыва, когда формировались атомы водорода, космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение было почти таким же горячим, как поверхность нашего Солнца.

А примерно через пятнадцать миллионов лет после Большого взрыва температура стала близка к комнатной, около двадцати семи градусов Цельсия. Благодаря всем этим процессам во Вселенной появилось множество планет, на которых потенциально могла бы существовать жизнь. Если бы мы были одним из таких древних миров, нам бы даже не потребовалась звезда для поддержания тепла. Для этого было бы достаточно реликтового излучения. Поэтому не исключено, что жизнь в космосе намного старше, чем мы думаем. Возможно, когда-то давно существовали древние миры с жидкой водой на поверхности. Что, если там были примитивные формы организмов, как в далеком прошлом на нашей планете? Или даже более развитые? Возможно, когда-нибудь мы это узнаем.