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

Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Как Пол Эндрю добился успеха Как Пол Эндрю добился успеха

Пол Эндрю: о том, как от дизайна обуви он перешел к созданию одежды

Vogue
Механик в аду Механик в аду

Зонд AREE – никакой электроники, только старая школа и верная механика

Популярная механика
Режис Тригель Режис Тригель

Как перестать соблюдать режим фуа-гра и круассанов

Esquire
Заплечных дел мастер Заплечных дел мастер

Почти бесконечный боезапас за спиной

Популярная механика
Погоня за удовольствиями в гоночный уикенд в Сочи Погоня за удовольствиями в гоночный уикенд в Сочи

Формула-1 Гран-При России — идеальный повод приехать в Сочи в эти выходные

Esquire
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Миллиардеры Михельсон и Тимченко разбогатели на $1,4 млрд за день Миллиардеры Михельсон и Тимченко разбогатели на $1,4 млрд за день

Миллиардеры Михельсон и Тимченко разбогатели на $1,4 млрд за день

Forbes
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Мы спасли твою личную жизнь: 7 способов реально перестать храпеть Мы спасли твою личную жизнь: 7 способов реально перестать храпеть

Рассказываем. как справиться с храпом

Playboy
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Как вернуть себе радость жизни Как вернуть себе радость жизни

Легкая форма депрессии может длиться и, главное, отравлять жизнь очень долго

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

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Коучи, тренеры, цыганки. Как не дать собой манипулировать Коучи, тренеры, цыганки. Как не дать собой манипулировать

Люди в любом возрасте верят в сказки

Forbes
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Баста: «Рэп – это новый рок» Баста: «Рэп – это новый рок»

Cosmo поговорил c Бастой о новой картине, будущем рэпа и Земфире

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Токсичное оружие. США ввели санкции против Китая за покупку Су-35 и С-400 Токсичное оружие. США ввели санкции против Китая за покупку Су-35 и С-400

Вашингтон расширил санкционный список

Forbes
Кресла вместо бомб Кресла вместо бомб

Бомбардировщик превратили в бизнес-джет

Популярная механика
Toyota Land Cruiser Prado: практически идеально? Toyota Land Cruiser Prado: практически идеально?

Toyota Land Cruiser Prado: практически идеально?

Maxim
Любой каприз Любой каприз

Компьютерный дизайн материалов

Популярная механика
Стартапы, «Сколково» и список Forbes — читаем новый роман Пелевина «Тайные виды на гору Фудзи» Стартапы, «Сколково» и список Forbes — читаем новый роман Пелевина «Тайные виды на гору Фудзи»

Начало новой книги самого загадочного современного автора Виктора Пелевина

Forbes
Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
О чем спросить себя, прежде чем возвращаться к бывшему О чем спросить себя, прежде чем возвращаться к бывшему

После ухода любимого человека нас мучает душевная боль

Psychologies
Когда погаснет БАК Когда погаснет БАК

Мегапроекты, которые придут на смену Большому адронному коллайдеру

Популярная механика
Самый SOK: миллиардер Игорь Рыбаков расширяет сеть коворкингов Самый SOK: миллиардер Игорь Рыбаков расширяет сеть коворкингов

Миллиардеры верят в будущее смарт-офисов

Forbes
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Антон и Виктория Макарские. «Любовь измеряется литрами крови» Антон и Виктория Макарские. «Любовь измеряется литрами крови»

Супруги Антон и Виктория Макарские о частых ссорах и темпераменте дочери

StarHit
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Остроумные кинетические гаджеты Никласа Роя Остроумные кинетические гаджеты Никласа Роя

Работы немца Никласа Роя

Популярная механика
Открыть в приложении