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

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Триумф арки Триумф арки

Арка — выразительная деталь пространства, модный декоративный мотив

SALON-Interior
Самая древняя Русь Самая древняя Русь

Животный мир давно минувших эпох

Популярная механика
Герои нашего времени Герои нашего времени

Александр Горчилин и Александр Кузнецов — о судьбах российского кинематографа

Vogue
Как спрятать голову в железо Как спрятать голову в железо

История доспехов в европейском Средневековье и технология воссоздания в наши дни

Популярная механика
Фокус-покус: как за 5 минут изменить внешность без операции Фокус-покус: как за 5 минут изменить внешность без операции

Как азиатские блогеры меняют внешность

Cosmopolitan
Мир Дикого Востока Мир Дикого Востока

Как в Китае рождается медицина будущего

Популярная механика
Районы, кварталы Районы, кварталы

Модель Ольга Зуева — о переезде в Нью-Йорк и режиссерском дебюте

GQ
Нашествие Нашествие

Кролики-убийцы и другие животные-захватчики

Популярная механика
Оракул из Омахи. История успеха Уоррена Баффета Оракул из Омахи. История успеха Уоррена Баффета

Правила самого знаменитого инвестора современности Уоррен Баффет

Forbes
Без рулей и элеронов Без рулей и элеронов

Можно ли обойтись без таких привычных элементов самолета, как рули и элероны?

Популярная механика
Люси и Люк Мейер рассказывают о своей работе в Jil Sander Люси и Люк Мейер рассказывают о своей работе в Jil Sander

Не просто модный минимализм, а целая жизненная философия

Vogue
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Прикормленное место. Как ресторану заработать на офисных сотрудниках Прикормленное место. Как ресторану заработать на офисных сотрудниках

Какие ошибки допускают рестораторы в бизнес-центрах?

Forbes
Летающая парта нового поколения Летающая парта нового поколения

Сверхманевренный учебный самолет с крыльями обратной стреловидности

Популярная механика
«Чтобы перед Ермаком было не стыдно» «Чтобы перед Ермаком было не стыдно»

Компаниям приходится брать на себя часть государственных функций

Эксперт
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

Нобелевские премии по физике, химии, медицине и физиологии – награды за практику

Популярная механика
А у тебя есть фобия? 6 самых частых страхов в мире (и как их победить) А у тебя есть фобия? 6 самых частых страхов в мире (и как их победить)

Мужчины ничего не боятся. Вернее, боятся, но просто обычно об этом не говорят

Playboy
Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
5 книг про авиацию 5 книг про авиацию

5 книг про самолеты, ракеты, дирижабли

Популярная механика
Ускоритель на орбите Ускоритель на орбите

Кто первым выкопал томагавк пучкового оружия, точно не известно

Популярная механика
Кнут и пряник. Какие ошибки совершают молодые руководители Кнут и пряник. Какие ошибки совершают молодые руководители

Прислушиваются к вам сотрудники или нет, зависит от вашего авторитета

Forbes
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

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
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Мечты, революции, надежды: как розовый стал цветом женской силы Мечты, революции, надежды: как розовый стал цветом женской силы

Мечты, революции, надежды: как розовый стал цветом женской силы

Cosmopolitan
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Льготный банкет. За смягчение пенсионной реформы придется платить регионам Льготный банкет. За смягчение пенсионной реформы придется платить регионам

Кремль рискует жестко столкнуть пожилых россиян с реальностью

Forbes
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
План идеальной жизни: где надо родиться, кем работать, когда жениться и далее по списку План идеальной жизни: где надо родиться, кем работать, когда жениться и далее по списку

Самый безукоризненный сценарий жизни. Бери и пользуйся!

Maxim
Открыть в приложении