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

Двойные стандарты Двойные стандарты

Стоимость антиматерии падает

Популярная механика
Шесть комплексов собственника: как вещи владеют нами Шесть комплексов собственника: как вещи владеют нами

Шесть комплексов собственника: как вещи владеют нами

Psychologies
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Вся правда о прививке от гриппа Вся правда о прививке от гриппа

Чтобы прививка была эффективна, важно, когда именно она сделана

Лиза
Ударные стройки науки Ударные стройки науки

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

Популярная механика
Зрелые деньги. Как сохранить семейный капитал в новых условиях Зрелые деньги. Как сохранить семейный капитал в новых условиях

Богатые россияне меняют свои подходы к управлению семейным капиталом

Forbes
Мир завтрашнего дня Мир завтрашнего дня

Дизайн – это вовсе не то, как выглядит какой-то предмет

Популярная механика
Как голод превращается в раздражительность Как голод превращается в раздражительность

Как телесные ощущения воздействуют на эмоции

Psychologies
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
Дело жизни. Как заслужить уважение японских партнеров Дело жизни. Как заслужить уважение японских партнеров

Как начать сотрудничать с японскими бизнесменами

Forbes
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Чем заняться в «Цветном» на Vogue Fashion's Night Out Чем заняться в «Цветном» на Vogue Fashion's Night Out

Чем заняться в «Цветном» на Vogue Fashion's Night Out

GQ
Самая древняя Русь Самая древняя Русь

Животный мир давно минувших эпох

Популярная механика
Змеи и другие сокровища Bvlgari на выставке в Кремле Змеи и другие сокровища Bvlgari на выставке в Кремле

В Музеях Москвского Кремля открывается ретроспектива ювелирного дома Bvlgari

Forbes
Портрет генами Портрет генами

ДНК-фенотипирование позволит восстановить облик преступника по его генам

Популярная механика
На рынке мяса грядет передел На рынке мяса грядет передел

Временный дефицит мясного сырья поставил переработчиков на грань выживания

Эксперт
Квантовое превосходство Квантовое превосходство

В IT сложилась предреволюционная ситуация

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
Возвращение «Индейца» Возвращение «Индейца»

Прошлое и настоящее мотоцикла Indian

Популярная механика
Подвигаемся! Чем поможет активное поведение в родах? Подвигаемся! Чем поможет активное поведение в родах?

Активное движение – эффективный способ облегчить боль при родах

9 месяцев
Мир-кольцо Мир-кольцо

Земли в форме бублика: добро пожаловать на обруч и пончик

Популярная механика
Космические странности: 10 неожиданных фактов о НАСА Космические странности: 10 неожиданных фактов о НАСА

События из жизни НАСА связаны не только с космическими достижениями

Популярная механика
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
«У нас есть понимание, в каком направлении двигаться» «У нас есть понимание, в каком направлении двигаться»

Губернатор Забайкальского края Наталья Жданова о сотрудничестве с Китаем

Эксперт
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
16 самых кровожадных сериалов современности (угадай, кто на первом месте) 16 самых кровожадных сериалов современности (угадай, кто на первом месте)

Пожалуй, один из самых кровожадных рейтингов за последнее время.

Playboy
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
11 топовых гонщиков Формулы-1: повтори луки живых легенд 11 топовых гонщиков Формулы-1: повтори луки живых легенд

Если вы думаете, что лучшие гонщики мира фонтанируют роскошью, то нет

Playboy
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
8 осенних кампейнов со знаменитостями 8 осенних кампейнов со знаменитостями

От Сергея Полунина в Balmain до Ники Минаж в новой рекламе Diesel

Esquire
Открыть в приложении