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

Дом во льдах Дом во льдах

История дрейфующих станций «Северный полюс» – это летопись подвига во имя науки

Популярная механика
Мечтать правильно: почему не все задуманное сбывается? Мечтать правильно: почему не все задуманное сбывается?

Как правильно мечтать, чтобы желания исполнялись?

Psychologies
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Forbes составил очередной рейтинг крупнейших частных компаний Forbes составил очередной рейтинг крупнейших частных компаний

Лучшие результаты в рейтинге 2018 года показали угольщики и строители

Forbes
Небо для катамаранов Небо для катамаранов

Современные самолеты построены по так называемой нормальной схеме

Популярная механика
Дедлайн? 8 способов, как проработать всю ночь (кокаин не предлагаем) Дедлайн? 8 способов, как проработать всю ночь (кокаин не предлагаем)

Только полезные и проверенные временем советы как проработать всю ночь

Playboy
Нервные клетки не восстанавливаются? Нервные клетки не восстанавливаются?

Может ли мозг взрослого человека образовывать новые нейроны взамен утраченных

Популярная механика
Любит — не любит. Раз и навсегда Любит — не любит. Раз и навсегда

Что мешает взрослым людям расстаться с девственностью

Psychologies
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Американская мечта. Как стать своим для партнеров из США Американская мечта. Как стать своим для партнеров из США

Что нужно учитывать, налаживая деловые связи за океаном

Forbes
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
«В будущее возьмут не всех»: путеводитель по выставке Ильи и Эмилии Кабаковых «В будущее возьмут не всех»: путеводитель по выставке Ильи и Эмилии Кабаковых

Эмилия Кабакова объясняет, как смотреть выставку «В будущее возьмут не всех»

Forbes
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

Популярная механика
Король вечеринок Король вечеринок

Ведущий Александр Белов раскрыл «СтарХиту» тайны звездных тусовок

StarHit
Космос, глубина и радиация. Экстремальная робототехника Космос, глубина и радиация. Экстремальная робототехника

Машины для работы в самых экстремальных условиях

Популярная механика
Почему Ричарда Куинна называют британским дизайнером-вундеркиндом Почему Ричарда Куинна называют британским дизайнером-вундеркиндом

Что ждать от показа Ричарда Куинна

Vogue
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Как голод превращается в раздражительность Как голод превращается в раздражительность

Как телесные ощущения воздействуют на эмоции

Psychologies
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
45 лет фильму «Иван Васильевич меняет профессию» 45 лет фильму «Иван Васильевич меняет профессию»

Комедия «Иван Васильевич меняет профессию» вышла на экраны в сентябре 1973 года

Лиза
Заблудился в Америке Заблудился в Америке

Дизельпанк: параллельная вселенная словенского художника Андрея Трохи

Популярная механика
10 вещей о Карле Лагерфельде, которых вы не знали 10 вещей о Карле Лагерфельде, которых вы не знали

10 вещей о Карле Лагерфельде, которых вы не знали

Esquire
Самая древняя Русь Самая древняя Русь

Животный мир давно минувших эпох

Популярная механика
Чем полезно чувство обиды? Чем полезно чувство обиды?

Затаенная, горькая, смертельная… Она накрывает нас с головой и грызет изнутри

Psychologies
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Октябрь восемнадцатого Октябрь восемнадцатого

Русский авангард: сто и один год после революции

Forbes
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Почему женщины живут с манипуляторами? Почему женщины живут с манипуляторами?

4 разновидности самообмана, которым занимаются женщины в абьюзивных отношениях

Psychologies
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Настя Кудри: «Авария, в которой я лишилась пальцев, перевернула мой мир» Настя Кудри: «Авария, в которой я лишилась пальцев, перевернула мой мир»

Минувшим летом 21-летняя певица Настя Кудри чуть не погибла в ДТП

StarHit
Открыть в приложении