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

Двойные стандарты Двойные стандарты

Стоимость антиматерии падает

Популярная механика
«Блин, маме позвонить забыл!»: 8 вещей, которые нельзя делать в постели «Блин, маме позвонить забыл!»: 8 вещей, которые нельзя делать в постели

Если ты в очередной раз не хочешь все испортить, эти советы для тебя

Playboy
Дом во льдах Дом во льдах

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

Популярная механика
Смерть, голод и холод: чем грозит современная ядерная война Смерть, голод и холод: чем грозит современная ядерная война

Расчёты последствий наиболее вероятных сценариев ядерной войны

Популярная механика
Инфекция жизни Инфекция жизни

Направленная панспермия в вопросах и ответах

Популярная механика
Золотые метры. Правила успешных инвестиций в зарубежную недвижимость Золотые метры. Правила успешных инвестиций в зарубежную недвижимость

Как правильно инвестировать в зарубежную недвижимость

Forbes
Любой каприз Любой каприз

Компьютерный дизайн материалов

Популярная механика
Почему женщины живут с манипуляторами? Почему женщины живут с манипуляторами?

4 разновидности самообмана, которым занимаются женщины в абьюзивных отношениях

Psychologies
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Первый год жизни малыша: календарь посещения врачей Первый год жизни малыша: календарь посещения врачей

Надо ли ходить по врачам, если ребенка ничего не беспокоит?

9 месяцев
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Как Джонатан Андерсон совершенствует Loewe Как Джонатан Андерсон совершенствует Loewe

Джонатан Андерсон о коллекциях и о том, почему важно не быть контрол-фриком

Vogue
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
15 фактов о группе The Cure 15 фактов о группе The Cure

The Cure в России больше, чем The Cure

Maxim
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
Сотворение «золотых лотосов»: страшный сексуальный фетиш бинтования ног Китая Сотворение «золотых лотосов»: страшный сексуальный фетиш бинтования ног Китая

Чудовищный и калечащий тело и жизнь обычай врос в часть китайской культуры

Cosmopolitan
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

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
Целого мира мало Целого мира мало

Человечеству грозит дефицит самых простых минеральных ресурсов

Популярная механика
Статистическая погрешность. Россияне беднеют, несмотря на официальный рост зарплат Статистическая погрешность. Россияне беднеют, несмотря на официальный рост зарплат

Доходы значительной части населения падают, выявили эксперты из РАНХиГС

Forbes
Метательные планеры Метательные планеры

Один из самых молодых видов авиамодельного спорта

Популярная механика
Семейная реликвия Семейная реликвия

Озеро в Псковской области – Синовино

АвтоМир
Киберпанки на природе Киберпанки на природе

Как устроена сцена фестиваля электронной музыки Alfa Future People 2018

Популярная механика
Сезон мотивации. Почему мы ходим на тренинги, но это не помогает Сезон мотивации. Почему мы ходим на тренинги, но это не помогает

Люди готовы отдать половину зарплаты, чтобы услышать мотивационные речи коучей

Forbes
Пламенные моторы будущего Пламенные моторы будущего

Интервью с генеральным директором ЦИАМ Михаилом Гординым

Популярная механика
Напрасные усилия: спасет ли реструктуризация Evraz от санкций Напрасные усилия: спасет ли реструктуризация Evraz от санкций

Напрасные усилия: спасет ли реструктуризация Evraz от санкций

Forbes
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Рокировка в небе. Чем опасен дальневосточный маневр «Аэрофлота» Рокировка в небе. Чем опасен дальневосточный маневр «Аэрофлота»

Замена «Аэрофлота» авиакомпанией «Россия» — вынужденная мера, считают эксперты

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Как принять свой возраст (в любом возрасте) Как принять свой возраст (в любом возрасте)

Нас редко устраивает тот возраст, в котором мы находимся

Psychologies
Открыть в приложении