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

Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
День Авроры День Авроры

Аврора о любви, красоте, возрасте и новом принятии себя

Домашний Очаг
Очень сложная игра Очень сложная игра

Первая полезная компьютерная игра

Популярная механика
5 роковых ошибок в любви: не стоит их повторять 5 роковых ошибок в любви: не стоит их повторять

Разбираемся с экспертом, как вести себя с мужчиной

Лиза
Броня легка Броня легка

Алюминиевые сплавы давно и прочно обосновались на бронемашинах

Популярная механика
Начальник в фартуке. Как преодолеть гендерные барьеры Начальник в фартуке. Как преодолеть гендерные барьеры

Иногда «стеклянный потолок» опускается слишком низко

Forbes
Выход дракона Выход дракона

Впервые в истории лидером по количеству космических запусков станет Китай

Популярная механика
6 шагов на пути к переменам 6 шагов на пути к переменам

Чтобы начать жить иначе, не нужен понедельник

Psychologies
Брат небесный, брат земной Брат небесный, брат земной

NASA исследует близнецов: астронавта и его брата, оставшегося на Земле

Популярная механика
Веселые старты. Как начать свой бизнес в декрете Веселые старты. Как начать свой бизнес в декрете

Декрет — идеальное время для начала «новой жизни» и запуска собственного дела

Forbes
_Не музыка еще, уже не шум _Не музыка еще, уже не шум

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

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
Пламенные моторы будущего Пламенные моторы будущего

Интервью с генеральным директором ЦИАМ Михаилом Гординым

Популярная механика
Звездная болезнь Звездная болезнь

Бабак Джафарипур вылечил Лере Кудрявцевой мигрень, а Сергею Жукову – спину

StarHit
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Дамы в деле. 12 женщин во главе крупнейших компаний России Дамы в деле. 12 женщин во главе крупнейших компаний России

Женщины — генеральные директоры и президенты корпораций

Forbes
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Что надеть ранней осенью: советы дизайнера Что надеть ранней осенью: советы дизайнера

Что надеть ранней осенью: советы дизайнера

Cosmopolitan
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Том Форд – о страхах, пончиках и нижнем белье Том Форд – о страхах, пончиках и нижнем белье

Идти в Tom Ford за нижним бельем – все равно, что идти к вегану за шашлыком

GQ
Целого мира мало Целого мира мало

Человечеству грозит дефицит самых простых минеральных ресурсов

Популярная механика
Выращивая миллионеров Выращивая миллионеров

Банки, которых становится всё меньше, соревнуются за взыскательного клиента

Robb Report
КВ-1 к маршу готов КВ-1 к маршу готов

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Химия счастья: как заставить гормоны работать Химия счастья: как заставить гормоны работать

Самый желанный рецепт, секрет которого хотел бы знать каждый, — рецепт счастья

Psychologies
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Эксгибиционизм, бордели и изнасилование: 8 откровенных классических полотен Эксгибиционизм, бордели и изнасилование: 8 откровенных классических полотен

Сюжеты классической живописи далеко не так невинны, как может показаться

Cosmopolitan
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Заглянуть во тьму: как устроена черная дыра Заглянуть во тьму: как устроена черная дыра

Астрономы рассмотрели, как объект размером с Землю исчезает в черной дыре

Forbes
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

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
Открыть в приложении