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

Квантовое превосходство Квантовое превосходство

В IT сложилась предреволюционная ситуация

Популярная механика
Обида – взрослое чувство Обида – взрослое чувство

Разные стороны такого сложного переживания, как обида

Psychologies
Двойные стандарты Двойные стандарты

Стоимость антиматерии падает

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
Кресла вместо бомб Кресла вместо бомб

Бомбардировщик превратили в бизнес-джет

Популярная механика
Львы на арене. Как отвечать на публичные обвинения Львы на арене. Как отвечать на публичные обвинения

Если клиент, сотрудник или партнер перевел ваш конфликт в публичное поле

Forbes
Ускоритель на орбите Ускоритель на орбите

Кто первым выкопал томагавк пучкового оружия, точно не известно

Популярная механика
Эффект бабочки Эффект бабочки

С подачи Грисвольда Лорилларда появилось то, что мы нынче зовём black tie

Robb Report
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Такие наши годы Такие наши годы

Как полюбить и принять свой возраст

Добрые советы
Точечный старт Точечный старт

История отечественного авиаконструктора – Владимира Мясищева

Популярная механика
И гений такой молодой И гений такой молодой

Дети, достигшие вершин, до которых взрослым не дотянуться

Vogue
Китайский Карлсон Китайский Карлсон

Самой сложной и красивой игрушкой в мире был радиоуправляемый вертолет

Популярная механика
11 фактов об 11 сериях «Приключений Шерлока Холмса и доктора Ватсона», сэр 11 фактов об 11 сериях «Приключений Шерлока Холмса и доктора Ватсона», сэр

Мы расскажем тебе даже про овсянку, которую ел Никита Михалков

Maxim
Летающая парта нового поколения Летающая парта нового поколения

Сверхманевренный учебный самолет с крыльями обратной стреловидности

Популярная механика
От «Как так?!» до «Блин, только не это»: популярные ЗППП и 6 способов их избежать От «Как так?!» до «Блин, только не это»: популярные ЗППП и 6 способов их избежать

От «Как так?!» до «Блин, только не это»: популярные ЗППП и способы их избежать

Playboy
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Дебютантки 2018 Дебютантки 2018

22 октября в Колонном зале Дома Союзов соберется московское благородное собрание

Tatler
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

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

Популярная механика
Алексей Учитель: «Фильм можно запретить, только если он нарушает законы государства» Алексей Учитель: «Фильм можно запретить, только если он нарушает законы государства»

Алексей Учитель — почему не каждый человек со смартфоном может стать режиссером

Forbes
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Алкогений: Марлон Брандо Алкогений: Марлон Брандо

Алкогений: Марлон Брандо

Maxim
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Худи-бедно Худи-бедно

Замечаем черты потребителей нового поколения в детях

Esquire
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Десять лет Большому адронному коллайдеру: чудо современной физики Десять лет Большому адронному коллайдеру: чудо современной физики

Как появилась идея о запуске Большого адронного коллайдера

Популярная механика
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Лучшие шутки дня и мамапанк Лучшие шутки дня и мамапанк

Дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Победа разума над глютеном: целиакию будут лечить Победа разума над глютеном: целиакию будут лечить

О способе лечения индивидуальной непереносимости глютена

Forbes
Открыть в приложении