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

Длинные руки «Буяна» Длинные руки «Буяна»

В 2015 году мы узнали, что наносить ракетные удары можно из Каспийского моря

Популярная механика
10 вещей о Карле Лагерфельде, которых вы не знали 10 вещей о Карле Лагерфельде, которых вы не знали

10 вещей о Карле Лагерфельде, которых вы не знали

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
«Лебенсборн»: детские конвейеры для «чистокровных арийцев» «Лебенсборн»: детские конвейеры для «чистокровных арийцев»

«Лебенсборн»: детские конвейеры для «чистокровных арийцев»

Cosmopolitan
Заблудился в Америке Заблудился в Америке

Дизельпанк: параллельная вселенная словенского художника Андрея Трохи

Популярная механика
Тощие годы. Медведев предрек трудности российской экономике Тощие годы. Медведев предрек трудности российской экономике

Ближайшие шесть лет окажутся сложными

Forbes
Картонная инженерия Даниеля Агдага Картонная инженерия Даниеля Агдага

Австралийский художник Даниель Агдаг делает скульптуры из картона

Популярная механика
Черный август. Иностранцы за месяц продали госдолг России на $1 млрд Черный август. Иностранцы за месяц продали госдолг России на $1 млрд

Иностранные инвесторы продали в августе облигации федерального займа на 71 млрд

Forbes
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Домашняя работа Домашняя работа

Наш рассказ об интерьерах домашних кабинетов

SALON-Interior
Удар с небес Удар с небес

Javelin считают наиболее совершенным легким средством против бронетехники

Популярная механика
Чем полезно чувство обиды? Чем полезно чувство обиды?

Затаенная, горькая, смертельная… Она накрывает нас с головой и грызет изнутри

Psychologies
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

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

Кого считает суперзвездами Светлана Лобода

Glamour
КВ-1 к маршу готов КВ-1 к маршу готов

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Союз ржавых 2 Союз ржавых 2

Еще недавно эти заводы, паровозы и крематории весело дымили трубами

Maxim
Рисунки на полях Рисунки на полях

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

Популярная механика
Почему Ричарда Куинна называют британским дизайнером-вундеркиндом Почему Ричарда Куинна называют британским дизайнером-вундеркиндом

Что ждать от показа Ричарда Куинна

Vogue
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Только ты и новая музыка Только ты и новая музыка

Где брать новое, чтобы всегда было интересно?

Esquire
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Грустный праздник Грустный праздник

Отец Романа Трахтенберга рассказал о борьбе с раком и странных снах о сыне

StarHit
Заплечных дел мастер Заплечных дел мастер

Почти бесконечный боезапас за спиной

Популярная механика
Торговля будущего. Как дроны предскажут желания покупателей Торговля будущего. Как дроны предскажут желания покупателей

Покупатели уже не готовы тратить время на походы в торговые центры

Forbes
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Жизнь взаймы: стоит ли брать кредиты, чтобы пожить как короли? Жизнь взаймы: стоит ли брать кредиты, чтобы пожить как короли?

Почему все кредитные истории заканчиваются одинаково

Cosmopolitan
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Ревность, подозрительность и другие признаки паранойи Ревность, подозрительность и другие признаки паранойи

Испытывая сильные чувства к человеку, мы на многое закрываем глаза

Psychologies
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Как менялся модный Дом Yves Saint Laurent Как менялся модный Дом Yves Saint Laurent

Yves Saint Laurent от Ива Сен-Лорана до Энтони Ваккарелло

Vogue
Открыть в приложении