Предел космических путешествий | Как далеко мы можем забраться?⁠⁠

Есть ли пространственная грань, которую человеку не суждено преодолеть? Места, которые мы не сможем посетить, как бы сильно ни хотели этого? Конечно, есть. Даже если

человек изобретет сверхмощные космолеты, ему суждено будет остаться на небольшом пространстве Вселенной. Как такое может быть? Насколько далеко мы можем передвигаться в космическом пространстве?

Земля находится на довольно умиротворенном участке Млечного Пути. Протяженность Галактики огромна — 100000 световых лет. В ней находится бесчисленное количество звезд и облаков звездной пыли, а также темной материи, черных дыр и планет. Из далека наша галактика кажется плотной, но на самом деле она большей частью состоит из пустоты.

На том уровне развития, на котором сейчас находится человечество, полет к ближайшим звездам займет тысячи лет. Так что наша галактика довольно большая.

Но млечный путь не одинок. Вместе с галактикой Андромеда и карликовыми галактиками, мы находимся в "местной группе" галактик. Это область Вселенной, диаметром 10 миллионов световых лет и это всего одна из сотен галактических групп в сверхскоплении Ланиакея, которое в свою очередь является одним из миллионов сверхскоплении в наблюдаемой Вселенной.

Итак, давайте предположим, что человечество сможет понять законы природы и разработать транспорт, отвечающий законам физики, способный путешествовать в соседние галактики. На какое расстояние в этом случае может улететь человек?

Гипотетически, космолет максимально доберется только до границы местной группы галактик. Но это ничтожно малая частица Вселенной. Ее часть составляет одну миллиардную процента от всего космического пространства видимой Вселенной. Сам факт того, что вокруг нас так много расстояния, которое мы никогда не сможем преодолеть, немного удручает. Но почему же человек не сможет преодолеть этот барьер?

Если бы Вселенная была статичной, постоянной и вечно неизменной, тогда все, что требовалось бы, - это время, чтобы достичь даже самого далекого объекта космического пространства. Но наша Вселенная не похожа ни на что из этого; она расширяется, охлаждается и покидает изначально горячее плотное состояние, известное как Большой взрыв.

Там, где мы находимся сегодня, всё еще можно увидеть сотни миллиардов галактик, каждая из которых полна миллиардов звезд, простираясь на миллиарды световых лет во всех направлениях, а за ними все еще видны остатки горячего Большого взрыва.

Это свечение когда-то было таким горячим, что ионизировало атомы, расщепляло ядра и даже спонтанно создавало материю и антивещество благодаря расширяющейся Вселенной. После Большого взрыва это излучение двигалось со скоростью света, но энергия упала.

Гравитация замедляла это расширение, и какое-то время скорость самых далеких галактик действительно замедлялась. Со временем более плотные области или островки во Вселенной скомпоновались в группы галактик как наша. Но есть ли шанс добраться до другого галактического скопления? К сожалению… нет.

Вся трудность — в существовании темной энергии. Около 6 миллиардов лет назад Вселенная расширилась до такого большого объема, а плотность «вещества» упала до такого небольшого значения, что стала важной новая форма энергии: темная энергия или энергия, присущая пустоте.

Пустота или свободное пространство не свободное и не пустое, а имеет свойственную ему энергию, так называемую квантовую флуктуацию. В малом масштабе происходит постоянное взаимодействие частиц и анти-частиц, которые рождаются и уничтожают сами себя. Науке пока неизвестно, за счет чего существует темная энергия.

Когда она взяла верх, это привело к ускорению расширения Вселенной, и далекие галактики начали удаляться друг от друга все быстрее и быстрее.

Это не отменило мощное влияние гравитации, объединяющее атомы, планеты, звезды, галактики или даже группы и скопления галактик. Наша местная группа, включающая Млечный Путь, Андромеду, Треугольник и около 50 других, меньших галактик, была связана вместе задолго до того, как темная энергия стала важной, и она ничего не может сделать, чтобы разорвать эти уже связанные структуры.

Со всех сторон нашей местной группы расположено бесконечное количество других галактик. Но все они никак не привязаны к нашей группе, так что чем больше вселенная расширяется, тем дальше от нас становятся другие островки. Сейчас ближайшая из них уже в миллионах световых лет от нас.

Все эти скопления двигаются с такой скоростью, что мы просто никогда не сможем их догнать. Мы могли бы покинуть местную группу и попасть в межгалактическое пространство, но мы просто никуда и никогда не прибудем.

В то время как мы будем отдаляться, все галактики в нашей местной группе сольются вместе, создавая гигантскую эллиптическую галактику, известную как Милкдромеда. Примерно через 4 миллиарда лет произойдет слияние Млечного Пути и Андромеды, в результате чего будет создано самое захватывающее ночное небо, которое Земля когда-либо знала, если к этому времени она еще будет существовать.

Но за пределами нашей местной группы все остальные галактики, группы и скопления будут удаляться друг от друга с ускорением. По прошествии достаточного времени даже ближайшие галактики за пределами нашей местной группы ускользнут от нас так далеко, что станут невидимыми для нас. А некоторые фотоны, которым будет суждено долететь до нас, будут настолько деформированы, что мы никогда не сумеем их распознать.

Вселенная исчезнет, но только из нашего вида. Существа из далекого будущего рожденные в Милкдромеде будут думать, что кроме их галактики ничего не существует. Они взглянут в космическое пространство и увидят только бесконечную пустоту и всеобъемлющую темноту, они не увидят космическое излучение и не узнают о Большом взрыве. У них просто не будет возможности иметь те знания которые есть у нас: природу расширяющейся Вселенной, как все начиналось и как все закончится. Они будут думать, что Вселенная статична и бесконечна. Милкдромеда будет островком в темноте, медленно погружаясь во тьму.

Тем не менее местная группа не такая и маленькая. В ней есть триллионы звезд и этого хватит для нашей цивилизации. Но мы всё еще не знаем как покинуть нашу солнечную систему и у нас есть еще миллиарды лет для изучения нашей галактики. Нам безумно повезло, ведь мы существуем в идеальное время и можем созерцать не только будущее, но и наше отдаленное прошлое. И не смотря на отдаленность местной группы, мы всё-таки можем наблюдать за всей Вселенной, величественной и захватывающей прямо здесь и сейчас.