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

Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
GQ Travel Awards 2018 GQ Travel Awards 2018

Победители GQ Travel Awards

GQ
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Снова в школу: как помочь ребенку и себе Снова в школу: как помочь ребенку и себе

Что можно сделать, чтобы отпускать ребенка в школу с легким сердцем

Psychologies
Портрет генами Портрет генами

ДНК-фенотипирование позволит восстановить облик преступника по его генам

Популярная механика
Если случился выкидыш... Если случился выкидыш...

Особенности планирования следующей беременности после выкидыша

9 месяцев
Пластмассовая армия Пластмассовая армия

Сборные модели с высокой степенью детализации и технической достоверности

Популярная механика
Драмы больше нет: 7 лучших драматических фильмов Драмы больше нет: 7 лучших драматических фильмов

7 лучших драм последних лет

Cosmopolitan
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Индекс курицы. Почему в России не едят рыбу Индекс курицы. Почему в России не едят рыбу

Почти 40% населения страны не покупают, не готовят и не едят рыбу вообще

Forbes
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Советский «умный дом», придуманный 30 лет назад Советский «умный дом», придуманный 30 лет назад

Система «СФИНКС» была не столь наивной, как выглядят её прототипы сегодня

Maxim
Дом во льдах Дом во льдах

История дрейфующих станций «Северный полюс» – это летопись подвига во имя науки

Популярная механика
Дополнительная пятилетка. Госдума приняла закон о повышении пенсионного возраста Дополнительная пятилетка. Госдума приняла закон о повышении пенсионного возраста

Принятый документ увеличивает установленный в СССР пенсионный возраст

Forbes
Пламенные моторы будущего Пламенные моторы будущего

Интервью с генеральным директором ЦИАМ Михаилом Гординым

Популярная механика
7 самых невероятных биографий, которые приведут тебя к успеху 7 самых невероятных биографий, которые приведут тебя к успеху

7 самых невероятных биографий, которые приведут тебя к успеху

Playboy
Самая древняя Русь Самая древняя Русь

Животный мир давно минувших эпох

Популярная механика
Лицо с экрана. Андрей Малахов Лицо с экрана. Андрей Малахов

Лицо с экрана. Репортаж из новой студии Андрея Малахова

GQ
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

В IT сложилась предреволюционная ситуация

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

На какие категории на самом деле подразделяются люди

Forbes
Летающая парта нового поколения Летающая парта нового поколения

Сверхманевренный учебный самолет с крыльями обратной стреловидности

Популярная механика
Ген перемен Ген перемен

Спустя 17 лет забвения Toyota возрождает Supra

Quattroruote
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Записки эксгибициониста Записки эксгибициониста

Остаться незамеченным на этой машине просто невозможно

Robb Report
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Пограничное расстройство личности: 7 плюсов Пограничное расстройство личности: 7 плюсов

У каждого расстройства есть плюсы, уверена психолог-консультант Кристин Хэммонд

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

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Как следует отвечать на 9 еще более коварных детских вопросов Как следует отвечать на 9 еще более коварных детских вопросов

О том, как общаться с самыми загадочными после жены и ежей существами — детьми

Maxim
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

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
Открыть в приложении