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

Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
«Destiny 2: Отвергнутые» «Destiny 2: Отвергнутые»

«Destiny 2: Отвергнутые». Убили Кейда! Сволочи!

Игромания
Нервные клетки не восстанавливаются? Нервные клетки не восстанавливаются?

Может ли мозг взрослого человека образовывать новые нейроны взамен утраченных

Популярная механика
Что мы знаем о Homo naledi: 7 интересных фактов Что мы знаем о Homo naledi: 7 интересных фактов

Как спелеологи-любители сделали удивительное открытие о Homo naledi

Популярная механика
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

Популярная механика
Мария Порошина в ожидании Мария Порошина в ожидании

Интервью с Марией Порошиной

Караван историй
Небо для катамаранов Небо для катамаранов

Современные самолеты построены по так называемой нормальной схеме

Популярная механика
Здоровье, безопасность и умная Siri: стоит ли обновляться до Apple iOS 12 Здоровье, безопасность и умная Siri: стоит ли обновляться до Apple iOS 12

Особенности новой мобильной ОС, выпущенной Apple

Forbes
Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
Серп и колос. Русская пшеница угрожает американским фермерам Серп и колос. Русская пшеница угрожает американским фермерам

Санкции помогают рекордному экспорту российского зерна

Forbes
Рисунки на полях Рисунки на полях

На финале лиги чемпионов УЕФА-2018 засветился робот, рисующий разметку

Популярная механика
Одинаковы с лица Одинаковы с лица

Cедан и хэтчбек Kia Rio похожи. Выясняем, чем обусловлена разница в цене

АвтоМир
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Племя незнакомое: обнаружен новый тип личности Племя незнакомое: обнаружен новый тип личности

На какие категории на самом деле подразделяются люди

Forbes
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Станция назначения: 7 впечатляющих вокзалов Станция назначения: 7 впечатляющих вокзалов

Городской вокзал сегодня не просто транспортный узел

Вокруг света
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
Долгие проводы внешнего долга Долгие проводы внешнего долга

Государство готово перейти от внешних займов к внутренним

Эксперт
С горочки спустился С горочки спустился

Мы встретились с чемпионом России по форкроссу Иваном Кунаевым

Популярная механика
Вечная любовь Вечная любовь

Любовь Аксёнова о любви к себе и богинях, которые живут в каждой женщине

OK!
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Золотые унитазы пенсионерам. Деньги коррупционеров передадут в ПФР Золотые унитазы пенсионерам. Деньги коррупционеров передадут в ПФР

Поправки в Бюджетный кодекс РФ

Forbes
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Печать времени Печать времени

Два комплекта шин — с пробегом всего 10 000 км и совершенно новые. Результаты?

Quattroruote
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
7 фактов об алмазах 7 фактов об алмазах

Все знают, что крупный алмаз стоит больших денег, а мы знаем кое-что еще

Популярная механика
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Молниеносная атака: как приходит аппетит Молниеносная атака: как приходит аппетит

Сигнал из кишечника достигает мозга всего за 100 миллисекунд

Forbes
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Возращение домой Возращение домой

Изабелла Росселлини возвращается в родной Дом, чтобы вновь стать его посланницей

Домашний Очаг
Открыть в приложении