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

Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

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
Мир-кольцо Мир-кольцо

Земли в форме бублика: добро пожаловать на обруч и пончик

Популярная механика
Дамский кошелек. Как в США поддерживают женщин-предпринимателей Дамский кошелек. Как в США поддерживают женщин-предпринимателей

На какую помощь может рассчитывать женщина, открывая собственный бизнес

Forbes
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Почему женщины живут с манипуляторами? Почему женщины живут с манипуляторами?

4 разновидности самообмана, которым занимаются женщины в абьюзивных отношениях

Psychologies
Инфекция жизни Инфекция жизни

Направленная панспермия в вопросах и ответах

Популярная механика
Геометрия улиц и кубометры воды Геометрия улиц и кубометры воды

Череповец. Геометрия улиц и кубометры воды

АвтоМир
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Стань человеком на последнем в году фитнес-фестивале Reebok Стань человеком на последнем в году фитнес-фестивале Reebok

В Крылатском пройдет крупнейший московский фитнес open air

Maxim
Проект Guido Проект Guido

Ничего подобного в России прежде не строили

Популярная механика
Строгость или вседозволенность: как родителям найти баланс Строгость или вседозволенность: как родителям найти баланс

Когда родителю настоять на своем, а когда уступить и согласиться с ребенком?

Psychologies
Рисунки на полях Рисунки на полях

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

Популярная механика
И гений такой молодой И гений такой молодой

Дети, достигшие вершин, до которых взрослым не дотянуться

Vogue
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
Полная ликвидация Полная ликвидация

Телеканал НТВ запускает новый масштабный проект под названием «Чернобыль»

OK!
Марс, пульс, температура Марс, пульс, температура

Зонд InSight: заглянуть внутрь Марса

Популярная механика
Миллиарды на диване Миллиарды на диване

Сеть Hoff превратила кризис в источник роста

РБК
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Ирина Аллегрова: «Я вернулась в семью!» Ирина Аллегрова: «Я вернулась в семью!»

Певица Ирина Аллегрова: призналась «СтарХиту», чем тайно занимается по ночам.

StarHit
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Мама была права Мама была права

Джастин Бибер сделал предложение своей подруге детства Хейли Болдуин

OK!
КВ-1 к маршу готов КВ-1 к маршу готов

Танки, участвовавшие в битве на Неве

Популярная механика
Как Халима Аден стала первой моделью в хиджабе Как Халима Аден стала первой моделью в хиджабе

Халима Аден — о трудовых буднях, уходе за собой и отношении к социальным сетям

Vogue
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
6 фактов о показе Burberry в Лондоне 6 фактов о показе Burberry в Лондоне

Самое важное, что нужно знать о дебюте Риккардо Тиши в новой должности

Vogue
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Развод и девичья фамилия! Развод и девичья фамилия!

Чем каталонцам не угодила Испания?

Вокруг света
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

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
Открыть в приложении