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
Танго, сальса, тверк: почему не все танцы одинаково полезны Танго, сальса, тверк: почему не все танцы одинаково полезны

Как выбрать подходящие танцы, которые будут приносить удовольствие от процесса?

Psychologies
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Строгость или вседозволенность: как родителям найти баланс Строгость или вседозволенность: как родителям найти баланс

Когда родителю настоять на своем, а когда уступить и согласиться с ребенком?

Psychologies
Ударные стройки науки Ударные стройки науки

Национальный научный фонд (NSF) опубликовал детальную статистику за 2016 год

Популярная механика
«Тайные виды на гору Фудзи» — самый грустный и безжалостный роман Пелевина «Тайные виды на гору Фудзи» — самый грустный и безжалостный роман Пелевина

Что скрывается за показной пелевинской мизогинией

Esquire
Спим на уроке: обучение в состоянии осознанного сновидения Спим на уроке: обучение в состоянии осознанного сновидения

Возможно, скоро мы сможем тренироваться, не вылезая из-под одеяла, прямо во сне

Популярная механика

В Антарктиде 37-летняя Ольга Стефанова была уже шесть раз

Psychologies
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

Популярная механика
Организатор выступления Тони Роббинса: «Я не знаю, потеряли мы, вышли в ноль или заработали» Организатор выступления Тони Роббинса: «Я не знаю, потеряли мы, вышли в ноль или заработали»

Ректор школы бизнеса «Синергия» делится выводами о прошедшем мероприятии

Forbes
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Есть ли жизнь после экзаменов Есть ли жизнь после экзаменов

7 вызовов, стоящих перед школой в цифровую эпоху

Русский репортер
_Не музыка еще, уже не шум _Не музыка еще, уже не шум

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Что такое soft skills и как развить их у ребенка Что такое soft skills и как развить их у ребенка

Как помочь ребенку развить soft skills «в домашних условиях»?

Psychologies
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
KidPhone: лучший друг первоклассника KidPhone: лучший друг первоклассника

Часы-телефон — это новый универсальный гаджет для детей

Популярная механика
Рисунки на полях Рисунки на полях

На финале лиги чемпионов УЕФА-2018 засветился робот, рисующий разметку

Популярная механика
Почем Альпы летом? Почем Альпы летом?

Что делать в горах Италии, пока нет снега

Русский репортер
Удар с небес Удар с небес

Javelin считают наиболее совершенным легким средством против бронетехники

Популярная механика
Домашнее животное. Краткий курс счастливой жизни Домашнее животное. Краткий курс счастливой жизни

Домашнее животное. Краткий курс счастливой жизни

Популярная механика
Крейсер «Кенигсберг» в африканских водах: Паровой партизан Крейсер «Кенигсберг» в африканских водах: Паровой партизан

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
«Токсичные» деньги. Три вопроса, которые нужно задать инвестору «Токсичные» деньги. Три вопроса, которые нужно задать инвестору

Что делать, чтобы не связаться с недобросовестным инвестором

Forbes
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
О чем поет Венеция? Вслушиваемся в новые музыкальные фильмы — с Леди Гагой и Натали Портман О чем поет Венеция? Вслушиваемся в новые музыкальные фильмы — с Леди Гагой и Натали Портман

Два байопика вымышленных музыкантов на кинофестивале в Венеции

Esquire
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Mercedes-Benz X-Класс. Король наварский Mercedes-Benz X-Класс. Король наварский

Mercedes-Benz X-Класс. Как сильно новичок отличается от Nissan Navara?

АвтоМир
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Эрнест Хемингуэй Эрнест Хемингуэй

Эрнест Хемингуэй и его отношение к крепкому алкоголю

Playboy
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Что ожидать от Недели моды в Нью-Йорке Что ожидать от Недели моды в Нью-Йорке

Раскрываем секреты сезона весна-лето 2019

Vogue
Открыть в приложении