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

Знаки и смыслы Китая Знаки и смыслы Китая

Китайская иероглифика прекрасна чувствует себя даже в цифровую эпоху

Популярная механика
Дмитрий Нагиев Дмитрий Нагиев

Дмитрий Нагиев о том, как не растерять талант драматический и человеческий

Psychologies
Заплечных дел мастер Заплечных дел мастер

Почти бесконечный боезапас за спиной

Популярная механика
Лайкнул – в тюрьму Лайкнул – в тюрьму

Лайкнул – в тюрьму. Зачем нужно штамповать дутые дела за «экстремизм» в соцсетях

Русский репортер
Мусор и ветер Мусор и ветер

Каждый из нас производит сотни килограммов отходов в год

Популярная механика
«Мальчишеские забавы»: Аркадий Ротенберг о Путине и Крымском мосте «Мальчишеские забавы»: Аркадий Ротенберг о Путине и Крымском мосте

Миллиардер Аркадий Ротенберг убежден, что «король госзаказа» — это преувеличение

Forbes
Не просто фантастика Не просто фантастика

Городской тест-драйв беспилотного автомобиля

Популярная механика
Red Dead Redemption 2 и другие главные игровые новинки месяца Red Dead Redemption 2 и другие главные игровые новинки месяца

Игры месяца

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Печальный рыцарь. Почему перфекционизм вреден для топ-менеджера Печальный рыцарь. Почему перфекционизм вреден для топ-менеджера

В современном деловом мире перфекционизм окончательно потерял свою актуальность

Forbes
Механик в аду Механик в аду

Зонд AREE – никакой электроники, только старая школа и верная механика

Популярная механика
Украину вернули в ХVI век Украину вернули в ХVI век

Как автокефалия разожжет войну

Русский репортер
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
8 запретных тем для разговора 8 запретных тем для разговора

На какие темы не стоит заводить разговор

Psychologies
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Главное с презентации Apple: три новых айфона и Apple Watch Series 4 Главное с презентации Apple: три новых айфона и Apple Watch Series 4

Что нового приготовила компания Apple

Esquire
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
В салонах Aldo Coppola появилось 6 процедур для лица, которые стоит попробовать В салонах Aldo Coppola появилось 6 процедур для лица, которые стоит попробовать

В салонах Aldo Coppola появилось 6 процедур для лица, которые стоит попробовать

Cosmopolitan
_Не музыка еще, уже не шум _Не музыка еще, уже не шум

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Туман-убийца: как лондонский смог погубил 12 тысяч человек Туман-убийца: как лондонский смог погубил 12 тысяч человек

4 декабря 1952 года. Лондон. Безветрие. Город медленно погружается во тьму

Cosmopolitan
Удар с небес Удар с небес

Javelin считают наиболее совершенным легким средством против бронетехники

Популярная механика
Миллиарды на диване Миллиарды на диване

Сеть Hoff превратила кризис в источник роста

РБК
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Шесть комплексов собственника: как вещи владеют нами Шесть комплексов собственника: как вещи владеют нами

Шесть комплексов собственника: как вещи владеют нами

Psychologies
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Октябрь восемнадцатого Октябрь восемнадцатого

Русский авангард: сто и один год после революции

Forbes
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Главная партия Главная партия

Балерина Диана Вишнева — о новой для себя роли матери

Vogue
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
В статусе В статусе

Подчёркнуто респектабельный, солидный интерьер с советской символикой

SALON-Interior
Открыть в приложении