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

Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
6 замечательных фактов о фильме «Добро пожаловать, или Посторонним вход воспрещен» 6 замечательных фактов о фильме «Добро пожаловать, или Посторонним вход воспрещен»

«Добро пожаловать...» — самый взрослый детский фильм СССР

Maxim
Картонная инженерия Даниеля Агдага Картонная инженерия Даниеля Агдага

Австралийский художник Даниель Агдаг делает скульптуры из картона

Популярная механика
«Характер — это мое достоинство» «Характер — это мое достоинство»

Дарья Мороз — о том, как относится к наградам и почему не верит в вечную любовь

OK!
Киберпанки на природе Киберпанки на природе

Как устроена сцена фестиваля электронной музыки Alfa Future People 2018

Популярная механика
Что такое soft skills и как развить их у ребенка Что такое soft skills и как развить их у ребенка

Как помочь ребенку развить soft skills «в домашних условиях»?

Psychologies
Пламенные моторы будущего Пламенные моторы будущего

Интервью с генеральным директором ЦИАМ Михаилом Гординым

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
Без рулей и элеронов Без рулей и элеронов

Можно ли обойтись без таких привычных элементов самолета, как рули и элероны?

Популярная механика
Такие наши годы Такие наши годы

Как полюбить и принять свой возраст

Добрые советы
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Рожденные в СССР: почему российские миллиардеры не любят вспоминать 90-е Рожденные в СССР: почему российские миллиардеры не любят вспоминать 90-е

Многие свои первые миллионы, продавая вареные джинсы в постперестроечные времена

Forbes
Летающая парта нового поколения Летающая парта нового поколения

Сверхманевренный учебный самолет с крыльями обратной стреловидности

Популярная механика
Самый крепкий сустав Самый крепкий сустав

Методы йоги Айенгара против артроза и других проблем с тазобедренными суставами

Yoga Journal
Когда лайнер бьет хвостом Когда лайнер бьет хвостом

Авиаинциденты с «тейлстрайком»

Популярная механика
Юрий Абросимов: Орудие преступления. Как школьная программа учит ненавидеть классику Юрий Абросимов: Орудие преступления. Как школьная программа учит ненавидеть классику

Уже много лет школа отбивает желание читать литературу, считает Юрий Абросимов

СНОБ
Любой каприз Любой каприз

Компьютерный дизайн материалов

Популярная механика
Рожать собираетесь? Как отвечать на неловкие вопросы на собеседовании Рожать собираетесь? Как отвечать на неловкие вопросы на собеседовании

В арсенале рекрутеров есть вопросы, за которыми кроется интерес к личной жизни

Forbes
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

Нобелевские премии по физике, химии, медицине и физиологии – награды за практику

Популярная механика
Как бороться за украинских политзэков Как бороться за украинских политзэков

Дело Павла Волкова раскрывает механизм судебных репрессий

Русский репортер
Выдуманная природа Рогана Брауна Выдуманная природа Рогана Брауна

Роган Браун создает из бумаги огромные колонии вымышленных микробов

Популярная механика
Рисующие роботы Пиндара ван Армана Рисующие роботы Пиндара ван Армана

Может ли робот стать художником

Популярная механика
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Toyota Land Cruiser Prado: практически идеально? Toyota Land Cruiser Prado: практически идеально?

Toyota Land Cruiser Prado: практически идеально?

Maxim
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
7 неприятных болезней, которыми чаще всего заражаются в спортзалах 7 неприятных болезней, которыми чаще всего заражаются в спортзалах

При посещении тренажерного зала есть шанс подцепить разные болячки

Maxim
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Детские шалости Детские шалости

Ведущие шоу «Розыгрыш» рассказали о проделках, которые они устраивали друзьям

StarHit
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Золото республики. Почему чеченская нефть стоит дешево Золото республики. Почему чеченская нефть стоит дешево

Владимир Путин распорядился передать Чечне акции компании «Чеченнефтехимпром»

Forbes
Открыть в приложении