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

Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Фигаро здесь, Фигаро там Фигаро здесь, Фигаро там

Беседуем с дизайнером Катей Добряковой

OK!
Выдуманная природа Рогана Брауна Выдуманная природа Рогана Брауна

Роган Браун создает из бумаги огромные колонии вымышленных микробов

Популярная механика
Большая энциклопедия джентльмена Большая энциклопедия джентльмена

Как вести себя в театре, музее и на красной дорожке

GQ
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Экономическая география: где купить самый дешевый iPhone Экономическая география: где купить самый дешевый iPhone

Новые смартфоны Apple — самые дорогие за всю историю. Где купить дешевле?

Forbes
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
5 интересных фактов о Tomb Raider по случаю выхода новой игры серии 5 интересных фактов о Tomb Raider по случаю выхода новой игры серии

Интересные факты об игре Tomb Raider и её героине Ларе Крофт

Популярная механика
Метательные планеры Метательные планеры

Один из самых молодых видов авиамодельного спорта

Популярная механика
Когда Россия увидит себя Когда Россия увидит себя

Почему в отечественном кино так мало историй про нашу жизнь

Русский репортер
Нервные клетки не восстанавливаются? Нервные клетки не восстанавливаются?

Может ли мозг взрослого человека образовывать новые нейроны взамен утраченных

Популярная механика
Пенсионный кляп. Пособия по безработице вырастут впервые за 10 лет Пенсионный кляп. Пособия по безработице вырастут впервые за 10 лет

Правительство обещает повысить в 2019 году МРОТ на 117 рублей

Forbes
Знаки и смыслы Китая Знаки и смыслы Китая

Китайская иероглифика прекрасна чувствует себя даже в цифровую эпоху

Популярная механика
Самые богатые рэперы в мире по версии Forbes — от Канье Уэста до Дрейка Самые богатые рэперы в мире по версии Forbes — от Канье Уэста до Дрейка

Журнал Forbes опубликовал обновленный рейтинг самых богатых рэперов мира

Playboy
Целого мира мало Целого мира мало

Человечеству грозит дефицит самых простых минеральных ресурсов

Популярная механика
Из стекла и металла: материалы, из которых делают секс-игрушки Из стекла и металла: материалы, из которых делают секс-игрушки

О том, из чего изготавливают секс-девайсы и какие материалы предпочтительнее

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

Машины для работы в самых экстремальных условиях

Популярная механика

Александр Силин выложил на своей странице в Фейсбуке скандальный пост

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Возращение домой Возращение домой

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

Домашний Очаг
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Эльфы, кегри и сульчины Эльфы, кегри и сульчины

Кто такие тверские карелы, откуда они пришли и чем живут

Огонёк
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Молот и красив Молот и красив

При упоминании Криса Хемсворта первая ассоциация — марвеловский Тор

Glamour
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Что носили мужчины на этой неделе Что носили мужчины на этой неделе

Венсан Кассель выглядит лучше, чем на собственной свадьбе

GQ
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Черная полоса для рубля. Как сильно вырастут доллар и евро? Черная полоса для рубля. Как сильно вырастут доллар и евро?

Пока ситуация с санкциями не разрешится, российскую валюту продолжит лихорадить

Forbes
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Как справиться с тревогой на работе: 7 советов Как справиться с тревогой на работе: 7 советов

Одна из самых неприятных особенностей тревоги — ее непредсказуемость

Psychologies
Открыть в приложении