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

Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Квест для взрослых. Как общаться с 20-летними бизнесменами Квест для взрослых. Как общаться с 20-летними бизнесменами

Предприниматель поколения Z может начать общение со слов «Пук, паутина из рук»

Forbes
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

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

Популярная механика
Банановый рай Банановый рай

Как и откуда начинается путь 90% бананов на полки наших супермаркетов

Вокруг света
Кто спасет МКС Кто спасет МКС

МКС может завершить работу через шесть лет. Что будет дальше?

Популярная механика
Вам со вкусом виски или бекона? 18 супер необычных презервативов Вам со вкусом виски или бекона? 18 супер необычных презервативов

А с каким вкусом твой презерватив?

Playboy
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Лучшие смартфоны сентября: цвета, звуки и сканер лица Лучшие смартфоны сентября: цвета, звуки и сканер лица

Флагманские модели смартфонов стоят около $1000

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Главное с презентации Apple: три новых айфона и Apple Watch Series 4 Главное с презентации Apple: три новых айфона и Apple Watch Series 4

Что нового приготовила компания Apple

Esquire
КВ-1 к маршу готов КВ-1 к маршу готов

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Региональная сенсация. Выборы вскрыли социальную язву Региональная сенсация. Выборы вскрыли социальную язву

Президентские назначенцы столкнулись с тем, что заняли только второе место

Forbes
Любой каприз Любой каприз

Компьютерный дизайн материалов

Популярная механика
Психолог Александра Сандомирская: И ваши дети могут стать бездомными Психолог Александра Сандомирская: И ваши дети могут стать бездомными

Что нужно сделать, чтобы бездомных стало меньше

СНОБ
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Полная ликвидация Полная ликвидация

Телеканал НТВ запускает новый масштабный проект под названием «Чернобыль»

OK!
Марс, пульс, температура Марс, пульс, температура

Зонд InSight: заглянуть внутрь Марса

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
Китайский Карлсон Китайский Карлсон

Самой сложной и красивой игрушкой в мире был радиоуправляемый вертолет

Популярная механика
Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость

Прибавка к пенсии. Как недвижимость может обеспечить безбедную старость

Forbes
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Тактика кирпича. Как научиться жестким переговорам Тактика кирпича. Как научиться жестким переговорам

Жесткость не имеет никакого отношения к негативу или агрессии

Forbes
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Огненный цветок MTV Огненный цветок MTV

Первые ведущие «MTV Россия» поделились воспоминаниями о том, как всё начиналось

OK!
Небо для катамаранов Небо для катамаранов

Современные самолеты построены по так называемой нормальной схеме

Популярная механика
8 женщин, которые на меня повлияли 8 женщин, которые на меня повлияли

Кого считает суперзвездами Светлана Лобода

Glamour
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Зомбирующий гриб оказался куда опаснее, чем считали ученые: абсолютный паразит Зомбирующий гриб оказался куда опаснее, чем считали ученые: абсолютный паразит

Грибок, превращающий муравьев в послушных зомби, преподнес ученым ряд сюрпризов

Популярная механика
С горочки спустился С горочки спустился

Мы встретились с чемпионом России по форкроссу Иваном Кунаевым

Популярная механика
Голова в облаках: тест BMW 430i Cabrio Голова в облаках: тест BMW 430i Cabrio

В наших руках – кабриолет четвёртой серии. Стоила ли игра свеч?

Популярная механика
Открыть в приложении