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

Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

Популярная механика
Пока не сыграл в ящик: старушки-убийцы, чьи преступления потрясли мир Пока не сыграл в ящик: старушки-убийцы, чьи преступления потрясли мир

Пока не сыграл в ящик: старушки-убийцы, чьи преступления потрясли мир

Cosmopolitan
Надежный рекордсмен Надежный рекордсмен

Сельскохозяйственные тракторы и рекорды «Ростсельмаша»

Популярная механика
Ты удивишься: 10 овощей и фруктов, которые раньше выглядели совсем иначе Ты удивишься: 10 овощей и фруктов, которые раньше выглядели совсем иначе

О том, что когда-то некоторые продукты выглядели иначе, многие и не догадываются

Cosmopolitan
Механик в аду Механик в аду

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

Популярная механика
Деньги крупным кланом Деньги крупным кланом

История семьи, завладевшей экономикой США

GQ
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
20 самых смешных фотографий животных 2018 года 20 самых смешных фотографий животных 2018 года

Смешные фотографии животных с конкурса The Comedy Wildlife Photography Awards

Esquire
Землянам, до востребования Землянам, до востребования

Солнечную систему посетил объект, прилетевший к нам от другой звезды

Популярная механика
Покидая Ленинград Покидая Ленинград

Откровения Матильды Шнуровой

Esquire
Кресла вместо бомб Кресла вместо бомб

Бомбардировщик превратили в бизнес-джет

Популярная механика
По всем фронтам. Как остаться профессионалом во время декрета По всем фронтам. Как остаться профессионалом во время декрета

После декретного отпуска женщина оказывается между двух огней

Forbes
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Как помочь детям развить эмоциональную стабильность Как помочь детям развить эмоциональную стабильность

Как научить ребенка владеть эмоциями и зачем это делать?

Psychologies
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
Лучшие шутки дня и мамапанк Лучшие шутки дня и мамапанк

Дайджест авторского юмора с авторской орфографией

Maxim
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Тюремных окон негасимый свет Тюремных окон негасимый свет

Фотограф Стивен Турлентс в течении 20 лет снимал американские тюрьмы

Esquire
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Невидимый нюанс: что скрывают успешные люди? Невидимый нюанс: что скрывают успешные люди?

Почему одним людям что-то удается быстрее и легче, а другим нет

Psychologies
Возвращение «Индейца» Возвращение «Индейца»

Прошлое и настоящее мотоцикла Indian

Популярная механика
Все оттенки розового на выставке в Музее моды FIT в Нью-Йорке Все оттенки розового на выставке в Музее моды FIT в Нью-Йорке

Все оттенки розового на выставке в Музее моды FIT в Нью-Йорке

Vogue
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Завтрашнее дно. Минэкономразвития ждет дальнейшего ослабления рубля Завтрашнее дно. Минэкономразвития ждет дальнейшего ослабления рубля

Министерство ждет большего ослабления рубля до конца года

Forbes
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Антон Хитров: Постановка интервью Петрова и Боширова была сделана новичком Антон Хитров: Постановка интервью Петрова и Боширова была сделана новичком

Почему разговор с подозреваемыми в отравлении Скрипалей похож на спектакль

СНОБ
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
Клобуки раздора Клобуки раздора

Как Константинопольский и Московский патриархаты разделил украинский вопрос

Огонёк
Открыть в приложении