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

Фантастика в открытом поле Фантастика в открытом поле

Иннополис – город, в котором нет старости

Популярная механика
7 белых вещей, которые ты обязан перестать стебать и начать носить 7 белых вещей, которые ты обязан перестать стебать и начать носить

7 белых вещей, которые ты обязан перестать стебать и начать носить

Playboy
Самая древняя Русь Самая древняя Русь

Животный мир давно минувших эпох

Популярная механика
Будь на стриме Будь на стриме

Как стриминговые сервисы убили музыкальный бизнес и открыли новых звезд

Esquire
Когда погаснет БАК Когда погаснет БАК

Мегапроекты, которые придут на смену Большому адронному коллайдеру

Популярная механика
Туча над Уолл-стрит. Стоит ли сейчас покупать американские акции Туча над Уолл-стрит. Стоит ли сейчас покупать американские акции

Индекс S&P 500 сейчас находится вблизи исторических максимумов

Forbes
Пешком по воде Пешком по воде

Далеко не все способны проплыть километр под водой

Популярная механика
Классика по-новому Классика по-новому

Работа с модными оттенками и их сочетаниями

SALON-Interior
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
На заборе написано На заборе написано

Покрас Лампас расписывает буквами что угодно, от кроссовок до музеев

Vogue
Кошка на пути домой Кошка на пути домой

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

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
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Сезон мотивации. Почему мы ходим на тренинги, но это не помогает Сезон мотивации. Почему мы ходим на тренинги, но это не помогает

Люди готовы отдать половину зарплаты, чтобы услышать мотивационные речи коучей

Forbes
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Самые богатые рэперы в мире по версии Forbes — от Канье Уэста до Дрейка Самые богатые рэперы в мире по версии Forbes — от Канье Уэста до Дрейка

Журнал Forbes опубликовал обновленный рейтинг самых богатых рэперов мира

Playboy
Заплечных дел мастер Заплечных дел мастер

Почти бесконечный боезапас за спиной

Популярная механика
«Жора, подержи мой макинтош...» «Жора, подержи мой макинтош...»

Имя Макинтош носят самые разные вещи

Дилетант
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

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

Как телесные ощущения воздействуют на эмоции

Psychologies
КВ-1 к маршу готов КВ-1 к маршу готов

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Превратности климата. Станет ли Севморпуть новым Суэцким каналом Превратности климата. Станет ли Севморпуть новым Суэцким каналом

Превратности климата. Станет ли Севморпуть новым Суэцким каналом

Forbes
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Много шума из ничего: 7 главных заблуждений насчет шумоизоляции Много шума из ничего: 7 главных заблуждений насчет шумоизоляции

Вокруг акустического комфорта существует много заблуждений

Популярная механика
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Звезды выбрали победителя конкурса короткометражных фильмов «Место под солнцем» Звезды выбрали победителя конкурса короткометражных фильмов «Место под солнцем»

Церемония награждения победителя конкурса «Место под солнцем»

Cosmopolitan
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Три пути Кремля. Избиратели недовольны, но перемен не хотят Три пути Кремля. Избиратели недовольны, но перемен не хотят

В ряде регионов выборы губернаторов вышли из под контроля

Forbes
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Оракул из Омахи. История успеха Уоррена Баффета Оракул из Омахи. История успеха Уоррена Баффета

Правила самого знаменитого инвестора современности Уоррен Баффет

Forbes
Открыть в приложении