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

Картонная инженерия Даниеля Агдага Картонная инженерия Даниеля Агдага

Австралийский художник Даниель Агдаг делает скульптуры из картона

Популярная механика
Правила жизни Леонида Парфенова Правила жизни Леонида Парфенова

Правила жизни журналиста Леонида Парфенова

Esquire
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Непопулярные гены: почему ученые не хотят о них ничего знать Непопулярные гены: почему ученые не хотят о них ничего знать

О расшифровке генома человека объявлено пятнадцать лет назад

Forbes
Сон разумов Сон разумов

Гибернация – одна из ключевых технологий для пилотируемых экспедиций в космос

Популярная механика
7 фантастических фактов о фильме «Пятый элемент» 7 фантастических фактов о фильме «Пятый элемент»

7 фантастических фактов о фильме «Пятый элемент»

Maxim
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Объявлена страна, в которой пройдет Евро-2024 Объявлена страна, в которой пройдет Евро-2024

Германия или Турция? Жребий УЕФА брошен, и вот в кого он попал

Maxim
Стеклянные микробы Люка Джеррама Стеклянные микробы Люка Джеррама

Героев этих произведений не разглядеть без микроскопа

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

Можно ли побороть страх одиночества самостоятельно?

Psychologies
Ускоритель на орбите Ускоритель на орбите

Кто первым выкопал томагавк пучкового оружия, точно не известно

Популярная механика
6 изощренных фактов о фильме «Пила» 6 изощренных фактов о фильме «Пила»

Ни одно семейное кино не пробуждает любовь к жизни так же сильно, как «Пила»

Maxim
Любой каприз Любой каприз

Компьютерный дизайн материалов

Популярная механика
Другой «Связной» Другой «Связной»

Объединенная компания «Евросети» и «Связного» хочет посредничества между мирами

РБК
Очень сложная игра Очень сложная игра

Первая полезная компьютерная игра

Популярная механика
Беспокойный союз. Отношения Минска и Москвы дали трещину Беспокойный союз. Отношения Минска и Москвы дали трещину

Беспокойный союз. Отношения Минска и Москвы дали трещину

Forbes
Проект Guido Проект Guido

Ничего подобного в России прежде не строили

Популярная механика
Мужчина мечты: слишком хорош, чтобы быть правдой Мужчина мечты: слишком хорош, чтобы быть правдой

У идеальности мужчины может быть крайне прозаичное объяснение: он вас обманывает

Psychologies
Мир завтрашнего дня Мир завтрашнего дня

Дизайн – это вовсе не то, как выглядит какой-то предмет

Популярная механика
10 правил мужской дружбы 10 правил мужской дружбы

Новый выпуск собрания мужских правил посвящен лучшим друзьям

Maxim
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
На заборе написано На заборе написано

Покрас Лампас расписывает буквами что угодно, от кроссовок до музеев

Vogue
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

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

Популярная механика
Жизнь по акции: 11 советов, как сэкономить при зарплате в 30 тысяч Жизнь по акции: 11 советов, как сэкономить при зарплате в 30 тысяч

Что делать, если ты хочешь позволить себе что-то кроме проездного и кофе

Playboy
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
8 главных потребностей, которые мы ищем в отношениях 8 главных потребностей, которые мы ищем в отношениях

Какие основные потребности мы стремимся удовлетворить во всех отношениях?

Psychologies
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Профессиональная мама Профессиональная мама

Профессиональная мама. Как разделить любовь мерным стаканчиком

Русский репортер
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Буквы и цифра. Как технологии меняют жизнь школьников Буквы и цифра. Как технологии меняют жизнь школьников

Буквы и цифра. Как технологии меняют жизнь школьников

Forbes
Открыть в приложении