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

Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
Полина Максимова: «Своими руками отдала все до копейки!» Полина Максимова: «Своими руками отдала все до копейки!»

Звезда сериала «Деффчонки» стала жертвой мошенника

StarHit
Стеклянные микробы Люка Джеррама Стеклянные микробы Люка Джеррама

Героев этих произведений не разглядеть без микроскопа

Популярная механика
Прикормленное место. Как ресторану заработать на офисных сотрудниках Прикормленное место. Как ресторану заработать на офисных сотрудниках

Какие ошибки допускают рестораторы в бизнес-центрах?

Forbes
Длинные руки «Буяна» Длинные руки «Буяна»

В 2015 году мы узнали, что наносить ракетные удары можно из Каспийского моря

Популярная механика
45 лет фильму «Иван Васильевич меняет профессию» 45 лет фильму «Иван Васильевич меняет профессию»

Комедия «Иван Васильевич меняет профессию» вышла на экраны в сентябре 1973 года

Лиза
Портрет генами Портрет генами

ДНК-фенотипирование позволит восстановить облик преступника по его генам

Популярная механика
Команда мечты Команда мечты

Слава, которая обрушилась на первых ведущих MTV, сделала их звездами внезапно

OK!
Дом во льдах Дом во льдах

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

Популярная механика
Сюрпризы от думы Сюрпризы от думы

Парламентарии опять берутся за водителей

АвтоМир
Космос, глубина и радиация. Экстремальная робототехника Космос, глубина и радиация. Экстремальная робототехника

Машины для работы в самых экстремальных условиях

Популярная механика
Girls in Vogue: Даша Матусевич и Ира Мартыненко Girls in Vogue: Даша Матусевич и Ира Мартыненко

Красивые и талантливые девушки рассказали о вдохновении и 1970-х

Vogue
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

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
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Традиционное китайское платье: кто и когда начал носить ципао Традиционное китайское платье: кто и когда начал носить ципао

Один из самых востребованных силуэтов, которые пришли к нам из Китая

Cosmopolitan
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
Как сохранить самооценку после ссоры Как сохранить самооценку после ссоры

Поругавшись с близким человеком, мы испытываем много различных эмоций

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

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Хороший малый. История успеха Марка Цукерберга Хороший малый. История успеха Марка Цукерберга

Марк Цукерберг освоил программирование и создал социальную сеть Facebook

Forbes
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Выращивая миллионеров Выращивая миллионеров

Банки, которых становится всё меньше, соревнуются за взыскательного клиента

Robb Report
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
10 кинопремьер осени: от «Хищника» до «Богемской рапсодии» 10 кинопремьер осени: от «Хищника» до «Богемской рапсодии»

Новые фильмы выпускают режиссер «Ла-Ла Ленда» и сценарист «Аритмии»

Forbes
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Как Земля защищает иные миры: 7 интересных фактов Как Земля защищает иные миры: 7 интересных фактов

Что такое planetary protection

Популярная механика
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Невезучий Потёмкин Невезучий Потёмкин

Раз за разом портреты Якова Потёмкина называют чужими именами

Дилетант
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Джордж Оруэлл Джордж Оруэлл

Оруэлл написал двадцать томов прозы, публицистики и даже стихов

Дилетант
Открыть в приложении