Несколько вариантов сценария будущего для Вселенной

Популярная механикаНаука

Конец всему

Четыре способа уничтожить вселенную с помощью трех греческих букв

Текст: Роман Фишман

В чем бы мы себя ни убеждали, что бы ни делали, будущее в целом измерено и предопределено. Через 50 млн лет север Африки соединится с Евразией, и Средиземное море перестанет существовать. Через 8 млрд лет Солнце превратится в белого карлика. Еще несколько миллиардов лет – и расширение Вселенной ускорится настолько, что расстояние до галактик за пределами нашего ближайшего окружения начнет расти быстрее скорости света, и они навсегда скроются из виду. Спустя триллион лет образование новых звезд остановится, Солнце остынет до нескольких градусов ниже нуля. Но что дальше?

Лямбда (λ). Нестационарная Вселенная

Вплоть до 1915 года Вселенная не менялась. Пространство и время считались вечными и бесконечными, неизменными, как сцена, на которой разворачиваются великие драмы физики и человеческой жизни. Однако появившаяся сто лет назад общая теория относительности изменила все. Она связала гравитацию с деформациями пространства-времени. Сама ткань космоса может изменяться, реагировать на материю и энергию. Это значит, что когда-то у нее было начало и когда-нибудь наступит конец. Первым этот переворот почувствовал еще Эйнштейн, выводя математическую формулировку своей теории, – почувствовал, но сам не осознал произошедшей революции.

Для того чтобы полученные им уравнения сохраняли неподвижность статичной Вселенной, ученый уравновесил их дополнительным членом, космологической постоянной λ (лямбда). От непонятной, неизвестно откуда берущейся буквы Эйнштейн пытался избавиться упорно, вплоть до начала 1920-х, когда российский физик Александр Фридман взглянул на проблему под новым углом и показал, что лямбда-член вовсе не был ошибкой или лишней деталью, просто Вселенная нестационарна и будет либо сжиматься, либо расширяться. Уже к концу того же десятилетия удалось подтвердить, что мы живем именно во фридмановском мире.

Измерив спектры далеких галактик, Жорж Леметр и Эдвин Хаббл обнаружили, что те разлетаются в стороны, удаляясь друг от друга. Казалось, что надобность в лямбде отпала: Вселенная расширяется, и космологическая константа указывает на это расширение. Конечный итог этого процесса в такой модели определяется гравитацией, а значит – массой Вселенной.

Если ее достаточно, то притяжение останется довольно сильным и в конце концов пространство начнет коллапсировать, словно при Большом сжатии, искривляясь все сильнее, пока снова не превратится в сингулярность. В противном случае победит расширение, и космос будет увеличиваться до бесконечности. Размазанная по нему материя со временем распределится хаотически и полностью равномерно, остыв и обеспечив тепловую смерть Вселенной – максимальную энтропию вечной и мертвой пустыни, Большое замерзание.

Ро (ρ). Расширяющаяся Вселенная

Общая гравитирующая масса Вселенной зависит от ее плотности. Расширение сменится схлопыванием, если средняя плотность ρ (греч. «ро») больше критического значения ρс . В этом варианте спустя многие миллиарды лет Большое сжатие объединит все звезды в единую огромную галактику. Температура фонового излучения повысится до комнатной, а затем и выше, пока оно не затмит свет оставшихся звезд. Сами звезды и газопылевые облака коллапсируют, раскалившиеся атомы распадутся на части, протоны и нейтроны развалятся на кварки – словно при просмотре истории Большого взрыва задом наперед.

Кстати, из общей теории относительности мы помним, что масса должна создавать положительную кривизну пространства-времени. Одним из свойств такого космоса будет геометрия, отличающаяся от Евклидовой: если он хотя бы слегка искривлен наружу, то сумма углов любого треугольника окажется слегка, но больше 180°, как в геометрии Римана, которая соответствует фигурам на поверхности сферы. Итак, при ρ > ρс пространство будет замкнутым и с положительной кривизной, наподобие сферы, а его расширение закончится сжатием и новым коллапсом в сингулярность.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Китайский Карлсон Китайский Карлсон

Самой сложной и красивой игрушкой в мире был радиоуправляемый вертолет

Популярная механика
Подвигаемся! Чем поможет активное поведение в родах? Подвигаемся! Чем поможет активное поведение в родах?

Активное движение – эффективный способ облегчить боль при родах

9 месяцев
Рисующие роботы Пиндара ван Армана Рисующие роботы Пиндара ван Армана

Может ли робот стать художником

Популярная механика
Холодный душ: отказ от иранской нефти ударит по нефтяным ценам Холодный душ: отказ от иранской нефти ударит по нефтяным ценам

По требованию США, покупатели иранской нефти должны от нее отказаться к ноябрю

Forbes
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Двое в голубом океане Двое в голубом океане

Как квантовый компьютер и искусственный интеллект помогут друг другу

Forbes
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость

Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость

Forbes
Надежный рекордсмен Надежный рекордсмен

Сельскохозяйственные тракторы и рекорды «Ростсельмаша»

Популярная механика
Обида – взрослое чувство Обида – взрослое чувство

Разные стороны такого сложного переживания, как обида

Psychologies
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Мужчины, вас обманули! Лабковский о ложности выбора «карьера или семья» Мужчины, вас обманули! Лабковский о ложности выбора «карьера или семья»

Мужчине вовсе не обязательно делать выбор между карьерой и личной жизнью

Playboy
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Золотые метры. Правила успешных инвестиций в зарубежную недвижимость Золотые метры. Правила успешных инвестиций в зарубежную недвижимость

Как правильно инвестировать в зарубежную недвижимость

Forbes
Очень сложная игра Очень сложная игра

Первая полезная компьютерная игра

Популярная механика
«Характер — это мое достоинство» «Характер — это мое достоинство»

Дарья Мороз — о том, как относится к наградам и почему не верит в вечную любовь

OK!
Портрет генами Портрет генами

ДНК-фенотипирование позволит восстановить облик преступника по его генам

Популярная механика
Страна инсайдеров. Почему в России не наказывают за манипулирование рынком Страна инсайдеров. Почему в России не наказывают за манипулирование рынком

Под прицелом расследования ЦБ оказалась компания «Финам»

Forbes
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Несколько слов о балетках: разбираемся на звездном примере Несколько слов о балетках: разбираемся на звездном примере

Что не так с балетками, и когда их лучше заменить на что-нибудь другое

Cosmopolitan
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Возращение домой Возращение домой

Изабелла Росселлини возвращается в родной Дом, чтобы вновь стать его посланницей

Домашний Очаг
_Не музыка еще, уже не шум _Не музыка еще, уже не шум

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Гордость и предубеждения. Почему женщины редко становятся руководителями в IT Гордость и предубеждения. Почему женщины редко становятся руководителями в IT

Предубеждения, которые мешают женщинам строить карьеру в IT

Forbes
Мир-кольцо Мир-кольцо

Земли в форме бублика: добро пожаловать на обруч и пончик

Популярная механика
Льготный банкет. За смягчение пенсионной реформы придется платить регионам Льготный банкет. За смягчение пенсионной реформы придется платить регионам

Кремль рискует жестко столкнуть пожилых россиян с реальностью

Forbes
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
4 кружка для будущего ученого 4 кружка для будущего ученого

Чем занять ребенка, если он обожает конструкторы с компьютерами

Лиза
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Тюремных окон негасимый свет Тюремных окон негасимый свет

Фотограф Стивен Турлентс в течении 20 лет снимал американские тюрьмы

Esquire
Открыть в приложении