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

Пламенные моторы будущего Пламенные моторы будущего

Интервью с генеральным директором ЦИАМ Михаилом Гординым

Популярная механика
Битва вестернов в Венеции: Битва вестернов в Венеции:

Битва вестернов в Венеции: "Братья Систерс" против «Баллады Бастера Скраггса»

Esquire
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
Тюремных окон негасимый свет Тюремных окон негасимый свет

Фотограф Стивен Турлентс в течении 20 лет снимал американские тюрьмы

Esquire
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
Ядовитые деньги: о чем грустят российские миллиардеры Ядовитые деньги: о чем грустят российские миллиардеры

Дональд Трамп сделал все, чтобы бизнес начал спешно возвращать деньги в Россию

Forbes
Двойные стандарты Двойные стандарты

Стоимость антиматерии падает

Популярная механика
Как почти вся модная одежда стала мерчем? Как почти вся модная одежда стала мерчем?

Когда мы наконец снимем с себя иронию постмодерна?

GQ
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
5 книг о деструктивной любви: современный взгляд 5 книг о деструктивной любви: современный взгляд

Книги современных писателей о токсичных отношениях

Psychologies
Стеклянные микробы Люка Джеррама Стеклянные микробы Люка Джеррама

Героев этих произведений не разглядеть без микроскопа

Популярная механика
Подарок патрона. Как бизнесу получить господдержку Подарок патрона. Как бизнесу получить господдержку

Как предпринимателю получить финансирование?

Forbes
Точечный старт Точечный старт

История отечественного авиаконструктора – Владимира Мясищева

Популярная механика
Спесцвязь для силовиков: зачем ведомствам своя сотовая сеть Спесцвязь для силовиков: зачем ведомствам своя сотовая сеть

В России может быть создана сеть беспроводной связи для ведомств и спецслужб

Forbes
Пластмассовая армия Пластмассовая армия

Сборные модели с высокой степенью детализации и технической достоверности

Популярная механика
Туман-убийца: как лондонский смог погубил 12 тысяч человек Туман-убийца: как лондонский смог погубил 12 тысяч человек

4 декабря 1952 года. Лондон. Безветрие. Город медленно погружается во тьму

Cosmopolitan
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
«Из-за депрессии мне не хотелось жить» «Из-за депрессии мне не хотелось жить»

Пловец Майкл Фелпс решился откровенно рассказать о борьбе с депрессией

Psychologies
Метательные планеры Метательные планеры

Один из самых молодых видов авиамодельного спорта

Популярная механика
(Не)свободный художник: плюсы и минусы фриланса (Не)свободный художник: плюсы и минусы фриланса

Обсуждаем плюсы и минусы фриланса

Psychologies
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Сезон мотивации. Почему мы ходим на тренинги, но это не помогает Сезон мотивации. Почему мы ходим на тренинги, но это не помогает

Люди готовы отдать половину зарплаты, чтобы услышать мотивационные речи коучей

Forbes
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

Нобелевские премии по физике, химии, медицине и физиологии – награды за практику

Популярная механика
От Салтыковой до Бузовой: российские звезды, раздевшиеся для Playboy От Салтыковой до Бузовой: российские звезды, раздевшиеся для Playboy

Звезды, появлявшихся на обложках за всю 23-летнюю историю российского Playboy

Playboy
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Тогда и сейчас: как изменилась графика 16 популярных компьютерных игр Тогда и сейчас: как изменилась графика 16 популярных компьютерных игр

Тогда и сейчас: как изменилась графика 16 популярных компьютерных игр

Playboy
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Молот и красив Молот и красив

При упоминании Криса Хемсворта первая ассоциация — марвеловский Тор

Glamour
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
10 вопросов, которые стоит задать в конце собеседования 10 вопросов, которые стоит задать в конце собеседования

Собеседование о приеме на работу — это всегда стресс

Psychologies
Открыть в приложении