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

Кошка на пути домой Кошка на пути домой

Кошка на пути домой. От совершенного хищника к совершенному домашнему питомцу

Популярная механика
Неизбежность сервиса: технологии, которые изменят все Неизбежность сервиса: технологии, которые изменят все

На место экономики продаж приходит экономика сервиса

Forbes
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Жесткий контракт. Может ли частное лицо заработать на господряде Жесткий контракт. Может ли частное лицо заработать на господряде

Получить и обеспечить господряд под силу далеко не каждому

Forbes
С горочки спустился С горочки спустился

Мы встретились с чемпионом России по форкроссу Иваном Кунаевым

Популярная механика
Вера Брежнева доказывает, что мода может быть осознанной Вера Брежнева доказывает, что мода может быть осознанной

Певица стала Conscious-амбассадором H&M в России

Vogue
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Винья для новичков Винья для новичков

Создайте фундамент для безопасной практики Виньясы

Yoga Journal
Без рулей и элеронов Без рулей и элеронов

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

Популярная механика
Двести дней до «Брексита» Двести дней до «Брексита»

Что по-настоящему волнует британцев в преддверии прощания с Евросоюзом

Огонёк
Кресла вместо бомб Кресла вместо бомб

Бомбардировщик превратили в бизнес-джет

Популярная механика
«Травма отвержения: как я от нее избавилась» «Травма отвержения: как я от нее избавилась»

Можно ли побороть страх одиночества самостоятельно?

Psychologies
Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
Голову с плеч: 10 фактов о гильотине Голову с плеч: 10 фактов о гильотине

Какую роль сыграла гильотина в первые дни Великой французской революции

Популярная механика
Инфекция жизни Инфекция жизни

Направленная панспермия в вопросах и ответах

Популярная механика
Что ожидать от Недели моды в Нью-Йорке Что ожидать от Недели моды в Нью-Йорке

Раскрываем секреты сезона весна-лето 2019

Vogue
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
Невезучий Потёмкин Невезучий Потёмкин

Раз за разом портреты Якова Потёмкина называют чужими именами

Дилетант
Рисунки на полях Рисунки на полях

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

Популярная механика
«До рака нужно деградировать — он не приходит неожиданно» «До рака нужно деградировать — он не приходит неожиданно»

Как всем нам защитить здоровье, пока не стало поздно

Psychologies
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

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

Какой маникюр не нравится мужчинам

Cosmopolitan
Возвращение «Индейца» Возвращение «Индейца»

Прошлое и настоящее мотоцикла Indian

Популярная механика
«Я вылечила акне с помощью диеты»: реальная история «Я вылечила акне с помощью диеты»: реальная история

В войне с акне Лауре помогло радикальное изменение рациона

Cosmopolitan
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Деньги, пропавшие без вести Деньги, пропавшие без вести

Клиенты банков ежедневно теряют деньги на своих счетах из-за атак хакеров

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
13 легендарных усов всех времен и народов — от Фриды Кало до Бората 13 легендарных усов всех времен и народов — от Фриды Кало до Бората

Посмотрев на эти усы, тебе сразу захочется обзавестись такими же

Playboy
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Станция назначения: 7 впечатляющих вокзалов Станция назначения: 7 впечатляющих вокзалов

Городской вокзал сегодня не просто транспортный узел

Вокруг света
Открыть в приложении