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

Мусор и ветер Мусор и ветер

Каждый из нас производит сотни килограммов отходов в год

Популярная механика
Напрасные усилия: спасет ли реструктуризация Evraz от санкций Напрасные усилия: спасет ли реструктуризация Evraz от санкций

Напрасные усилия: спасет ли реструктуризация Evraz от санкций

Forbes
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

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

Популярная механика
Осенние тренды 2018: какие платья выбирать Осенние тренды 2018: какие платья выбирать

Пять модных фасонов платьев нового сезона

Cosmopolitan
Ускоритель на орбите Ускоритель на орбите

Кто первым выкопал томагавк пучкового оружия, точно не известно

Популярная механика
Oсенняя диета Oсенняя диета

Сезонные продукты помогут похудеть, повысить тонус и укрепить защитные силы

Лиза
Заблудился в Америке Заблудился в Америке

Дизельпанк: параллельная вселенная словенского художника Андрея Трохи

Популярная механика
Opel Insignia: системный сбой Opel Insignia: системный сбой

Запас прочности Opel Insignia

АвтоМир
Механик в аду Механик в аду

Зонд AREE – никакой электроники, только старая школа и верная механика

Популярная механика
Гамарджоба, Джорджия Гамарджоба, Джорджия

Грузия — главный тренд мирового гастротуризма этого года

Robb Report
Небо для катамаранов Небо для катамаранов

Современные самолеты построены по так называемой нормальной схеме

Популярная механика
10 золотых правил длинных автопутешествий 10 золотых правил длинных автопутешествий

10 золотых правил длинных автопутешествий

Maxim
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
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Конфликты в паре: 3 признака, что мы хотим от партнера невыполнимого Конфликты в паре: 3 признака, что мы хотим от партнера невыполнимого

Как распознать завышенные требования к партнеру

Psychologies
Стеклянные микробы Люка Джеррама Стеклянные микробы Люка Джеррама

Героев этих произведений не разглядеть без микроскопа

Популярная механика
Осенний счет. Какие компании покинули рейтинг Forbes Осенний счет. Какие компании покинули рейтинг Forbes

Ряд компаний покинули рейтинг Forbes:

Forbes
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Десять лет Большому адронному коллайдеру: чудо современной физики Десять лет Большому адронному коллайдеру: чудо современной физики

Как появилась идея о запуске Большого адронного коллайдера

Популярная механика
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Человек года. Артем Дзюба Человек года. Артем Дзюба

Человек года. Урок футбольной жестикуляции от Артема Дзюбы

GQ
Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
Тюремных окон негасимый свет Тюремных окон негасимый свет

Фотограф Стивен Турлентс в течении 20 лет снимал американские тюрьмы

Esquire
Без рулей и элеронов Без рулей и элеронов

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

Популярная механика
Про спорт Про спорт

Чем удивила спортивная индустрия этой осенью

OK!
Самая древняя Русь Самая древняя Русь

Животный мир давно минувших эпох

Популярная механика
Хочешь, чтобы тебя возненавидели все коллеги? 8 идеальных способов это сделать Хочешь, чтобы тебя возненавидели все коллеги? 8 идеальных способов это сделать

Не всегда же надо нравиться всем коллегам

Playboy
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Размер имеет значение! 9 вопросов про мужское достоинство и ответы, которые изменят твою жизнь Размер имеет значение! 9 вопросов про мужское достоинство и ответы, которые изменят твою жизнь

Маленький член для мужчины — это приговор?

Playboy
Открыть в приложении