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

Целого мира мало Целого мира мало

Человечеству грозит дефицит самых простых минеральных ресурсов

Популярная механика
Елена Прекрасная Елена Прекрасная

Директор по разработке продукта греческой текстильной марки Togas

SALON-Interior
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

Популярная механика
Квартира с садом на крыше Квартира с садом на крыше

Квартира в парижском районе Марэ на крыше дома

AD
Картонная инженерия Даниеля Агдага Картонная инженерия Даниеля Агдага

Австралийский художник Даниель Агдаг делает скульптуры из картона

Популярная механика
Как менялся стиль Хью Гранта Как менялся стиль Хью Гранта

Как менялся стиль Хью Гранта на протяжении почти 30 лет

GQ
Возвращение «Индейца» Возвращение «Индейца»

Прошлое и настоящее мотоцикла Indian

Популярная механика
А у тебя есть фобия? 6 самых частых страхов в мире (и как их победить) А у тебя есть фобия? 6 самых частых страхов в мире (и как их победить)

Мужчины ничего не боятся. Вернее, боятся, но просто обычно об этом не говорят

Playboy
Фантастика в открытом поле Фантастика в открытом поле

Иннополис – город, в котором нет старости

Популярная механика
В интеллекте отказать В интеллекте отказать

Житель Челябинска считает, что провел 10 лет в интернате по ошибочному диагнозу

Русский репортер
Мир Дикого Востока Мир Дикого Востока

Как в Китае рождается медицина будущего

Популярная механика
Как быстро выучить иностранный язык, если вам за 40 Как быстро выучить иностранный язык, если вам за 40

Как быстро выучить иностранный язык, если вам за 40

Psychologies
Пламенные моторы будущего Пламенные моторы будущего

Интервью с генеральным директором ЦИАМ Михаилом Гординым

Популярная механика
Мышцы как у пахана: комплекс упражнений от автора книги «Фитнес в одиночной камере» Мышцы как у пахана: комплекс упражнений от автора книги «Фитнес в одиночной камере»

Тебе не понадобится ничего, кроме собственного тела и пары подручных предметов

Maxim
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Будь готов, генацвале! Будь готов, генацвале!

Будь готов, генацвале! Путешествие в Грузию

АвтоМир
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
В постели с врагом. Зачем компаниям делиться технологиями и кадрами В постели с врагом. Зачем компаниям делиться технологиями и кадрами

Обмен опытом между компаниями приобретает все большую актуальность

Forbes
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Новые способы читать послания своей души Новые способы читать послания своей души

Как расшифровать символический язык снов

Psychologies
Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
5 нездоровых шаблонов отношений, вызванных детскими травмами 5 нездоровых шаблонов отношений, вызванных детскими травмами

Представления о «здоровых отношениях» не заложены в нас с рождения

Psychologies
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
Как Вирджил Абло меняет спортивную моду Как Вирджил Абло меняет спортивную моду

Вирджил Абло о коллаборации с Nike и сотрудничестве с олимпийцами

Vogue
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Пламенный мотор Пламенный мотор

Ольга Зуева и еще семь женщин-режиссеров

Vogue
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Команда мечты Команда мечты

Слава, которая обрушилась на первых ведущих MTV, сделала их звездами внезапно

OK!
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Как Джонатан Андерсон совершенствует Loewe Как Джонатан Андерсон совершенствует Loewe

Джонатан Андерсон о коллекциях и о том, почему важно не быть контрол-фриком

Vogue
Открыть в приложении