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

С горочки спустился С горочки спустился

Мы встретились с чемпионом России по форкроссу Иваном Кунаевым

Популярная механика
Надежда на лучшее Надежда на лучшее

Интервью с сестрами Михалковыми

Cosmopolitan
Когда погаснет БАК Когда погаснет БАК

Мегапроекты, которые придут на смену Большому адронному коллайдеру

Популярная механика
Матери и дети: 5 лучших книг о вечной проблеме с другого ракурса Матери и дети: 5 лучших книг о вечной проблеме с другого ракурса

Матери и дети: 5 лучших книг о вечной проблеме с другого ракурса

Psychologies
Рисунки на полях Рисунки на полях

На финале лиги чемпионов УЕФА-2018 засветился робот, рисующий разметку

Популярная механика
Верховный орден Христа Верховный орден Христа

История высшего ордена Ватикана уходит в глубокое Средневековье

Дилетант
Ударные стройки науки Ударные стройки науки

Национальный научный фонд (NSF) опубликовал детальную статистику за 2016 год

Популярная механика
Самые интересные презентации и новинки VFNO-2018, о которых ты должна знать Самые интересные презентации и новинки VFNO-2018, о которых ты должна знать

Как прошла ночь Vogue Fashion’s Night Out 2018

Cosmopolitan
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Сотри это немедленно: маникюр, который раздражает мужчин Сотри это немедленно: маникюр, который раздражает мужчин

Какой маникюр не нравится мужчинам

Cosmopolitan
Метательные планеры Метательные планеры

Один из самых молодых видов авиамодельного спорта

Популярная механика
С Востока на Запад: азиатский подход к красоте С Востока на Запад: азиатский подход к красоте

Чему нам стоит поучиться у азиатских красавиц

Psychologies
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Перелетные ястребы Перелетные ястребы

Почему омский «Авангард» стал играть в хоккей в Балашихе

Forbes
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Новые способы читать послания своей души Новые способы читать послания своей души

Как расшифровать символический язык снов

Psychologies
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Ловушка бедности. Почему рост налогов в России неизбежен Ловушка бедности. Почему рост налогов в России неизбежен

Экономического роста в стране нет и не предвидится

Forbes
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
Немецкая надежность. Выгодно ли покупать жилье в Германии Немецкая надежность. Выгодно ли покупать жилье в Германии

Бум на германском рынке недвижимости может скоро закончиться

Forbes
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Разрушительная ревность. 5 приемов самопомощи Разрушительная ревность. 5 приемов самопомощи

Тотальный контроль и недоверие — это патология, разрушающая отношения

Psychologies
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
План против выгорания План против выгорания

Как не допустить развития эмоционального выгорания

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Если случился выкидыш... Если случился выкидыш...

Особенности планирования следующей беременности после выкидыша

9 месяцев
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
О чем поет Венеция? Вслушиваемся в новые музыкальные фильмы — с Леди Гагой и Натали Портман О чем поет Венеция? Вслушиваемся в новые музыкальные фильмы — с Леди Гагой и Натали Портман

Два байопика вымышленных музыкантов на кинофестивале в Венеции

Esquire
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Метры и проценты. Выгодно ли сдавать квартиру в Москве по сравнению с депозитом Метры и проценты. Выгодно ли сдавать квартиру в Москве по сравнению с депозитом

Все больше москвичей пытаются заработать на сдаче квартир в аренду

Forbes
Открыть в приложении