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

Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Учеба и работа в Корее: чем Сеул заманивает зарубежных специалистов Учеба и работа в Корее: чем Сеул заманивает зарубежных специалистов

Корейские корпорации создают для экспатов исключительные условия труда

Forbes
Не просто фантастика Не просто фантастика

Городской тест-драйв беспилотного автомобиля

Популярная механика
«Мир огромен, я еще молод». Чем запомнится Джек Ма во главе Alibaba «Мир огромен, я еще молод». Чем запомнится Джек Ма во главе Alibaba

Основатель интернет-гиганта Alibaba решил уйти с поста председателя правления

Forbes
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Вместе весело играть Вместе весело играть

Твой малыш пошел в детский сад – и теперь каждое утро начинается с рева

Лиза
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Дешевый iPhone: почему Баффет скупает акции Apple Дешевый iPhone: почему Баффет скупает акции Apple

Фонд Berkshire Hathaway вновь увеличил свою долю в Apple

Forbes
Мусор и ветер Мусор и ветер

Каждый из нас производит сотни килограммов отходов в год

Популярная механика
Крепкий фундамент: зарубежная недвижимость участников списка Forbes Крепкий фундамент: зарубежная недвижимость участников списка Forbes

От Тель-Авива до Новой Зеландии — где покупают дома богатейшие бизнесмены России

Forbes
Ради тишины и чистоты Ради тишины и чистоты

Корабли на электричестве покоряют фьорды Норвегии

Популярная механика
Деньги под контролем. Что даст покупателям квартир новая реформа Деньги под контролем. Что даст покупателям квартир новая реформа

Попытки регулирования долевого строительства

Forbes
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Что там у «Сидаба»? Что там у «Сидаба»?

Сериалы The CW по DC в 2018 году: от лучшего к худшему

Мир Фантастики
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Вслед за черным золотом. Рубль вновь стал зависеть от цен на нефть Вслед за черным золотом. Рубль вновь стал зависеть от цен на нефть

Альфа-Банк обратил внимание на увеличение зависимости рубля от нефтяных цен

Forbes
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
Эгон Шиле: расплата Эгон Шиле: расплата

История любви Эгона Шиле и Валли Нойциль

Караван историй
Знаки и смыслы Китая Знаки и смыслы Китая

Китайская иероглифика прекрасна чувствует себя даже в цифровую эпоху

Популярная механика
Это моя добыча Это моя добыча

Гид по сафари в Африке

GQ
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
«Люблю тебя по-прежнему, но я уже не та женщина, на которой ты когда-то женился» «Люблю тебя по-прежнему, но я уже не та женщина, на которой ты когда-то женился»

Мать двоих детей написала письмо мужу

Psychologies
Двойные стандарты Двойные стандарты

Стоимость антиматерии падает

Популярная механика
Жизненные показания Жизненные показания

Страхование от критических заболеваний стало актуальным

РБК
Кошка на пути домой Кошка на пути домой

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

Популярная механика
Марсианский обман. Как SpaceX заработает на новой «холодной войне» Марсианский обман. Как SpaceX заработает на новой «холодной войне»

Выиграет ли Илон Маск от участия в новой «холодной войне»

Forbes
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

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

Лицо с экрана. Репортаж из новой студии Андрея Малахова

GQ
Открыть в приложении