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

Кошка на пути домой Кошка на пути домой

Кошка на пути домой. От совершенного хищника к совершенному домашнему питомцу

Популярная механика
Винья для новичков Винья для новичков

Создайте фундамент для безопасной практики Виньясы

Yoga Journal
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
10 мифов психологии, в которые вы верите: разоблачение от психолога 10 мифов психологии, в которые вы верите: разоблачение от психолога

Психолог и профессор Ливерпульского университета развенчивает мифы о психологии

Cosmopolitan
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
Война и мяч: история необычного матча между солдатами враждующих армий Война и мяч: история необычного матча между солдатами враждующих армий

Ипрская дуга стала местом первого применения боевых отравляющих веществ

Maxim
Точечный старт Точечный старт

История отечественного авиаконструктора – Владимира Мясищева

Популярная механика
Звездная пыль. Почему выдающимся людям не страшны поражения Звездная пыль. Почему выдающимся людям не страшны поражения

Представителям спортивной или бизнес-среды смириться с неудачей куда сложнее

Forbes
Любой каприз Любой каприз

Компьютерный дизайн материалов

Популярная механика
Формула счастья: учимся управлять гормонами Формула счастья: учимся управлять гормонами

Эксперт: на какие гормоны обратить внимание, чтобы чувствовать себя счастливым

Psychologies
Кресла вместо бомб Кресла вместо бомб

Бомбардировщик превратили в бизнес-джет

Популярная механика
Жизнь после инсульта: как медицинские технологии помогают снова стать собой Жизнь после инсульта: как медицинские технологии помогают снова стать собой

Как вернуть мозг к жизни после инсульта

Популярная механика
Не просто фантастика Не просто фантастика

Городской тест-драйв беспилотного автомобиля

Популярная механика
Маст си в Италии: 7 необычных мест — от района стрит-арта до музея Феррари Маст си в Италии: 7 необычных мест — от района стрит-арта до музея Феррари

Маст си в Италии: 7 необычных мест — от района стрит-арта до музея Феррари

Playboy
Надежный рекордсмен Надежный рекордсмен

Сельскохозяйственные тракторы и рекорды «Ростсельмаша»

Популярная механика
Дамы в деле. 12 женщин во главе крупнейших компаний России Дамы в деле. 12 женщин во главе крупнейших компаний России

Женщины — генеральные директоры и президенты корпораций

Forbes
Летающая парта нового поколения Летающая парта нового поколения

Сверхманевренный учебный самолет с крыльями обратной стреловидности

Популярная механика
Конфликты в паре: 3 признака, что мы хотим от партнера невыполнимого Конфликты в паре: 3 признака, что мы хотим от партнера невыполнимого

Как распознать завышенные требования к партнеру

Psychologies
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Здоровье дороже Здоровье дороже

Как решать проблему с ростом нагрузки на государственные бюджеты

РБК
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Человек будущего: зачем Джеффу Безосу магазины без кассиров Человек будущего: зачем Джеффу Безосу магазины без кассиров

Решения, которые принимает Джефф Безос, отличаются от всего традиционного

Forbes
Ради тишины и чистоты Ради тишины и чистоты

Корабли на электричестве покоряют фьорды Норвегии

Популярная механика
Ревность, подозрительность и другие признаки паранойи Ревность, подозрительность и другие признаки паранойи

Испытывая сильные чувства к человеку, мы на многое закрываем глаза

Psychologies
_Не музыка еще, уже не шум _Не музыка еще, уже не шум

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Остап Бендер?! Семинар Тони Роббинса (и гостей) раскритиковали в пух и прах Остап Бендер?! Семинар Тони Роббинса (и гостей) раскритиковали в пух и прах

На этих выходных в Москве прошел семинар американского лайф-коуча Тони Роббинса

Playboy
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
10 способов справиться с волнением 10 способов справиться с волнением

Психотерапевты делятся приемами, которые помогут справиться с волнением

Psychologies
Крейсер «Кенигсберг» в африканских водах: Паровой партизан Крейсер «Кенигсберг» в африканских водах: Паровой партизан

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость

Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость

Forbes
Открыть в приложении