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

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Что происходит с тушей слона за 5 дней: видео Что происходит с тушей слона за 5 дней: видео

В Южной Африке съёмочная группа National Geographic заметила раненого слона

National Geographic
Точечный старт Точечный старт

История отечественного авиаконструктора – Владимира Мясищева

Популярная механика
Где взять деньги на собственный модный показ Где взять деньги на собственный модный показ

Где бренды находят деньги на свои показы?

Vogue
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Ложа масонов глобальной сети: может ли одна организация отключить интернет Ложа масонов глобальной сети: может ли одна организация отключить интернет

Ожидаемые перебои интернета 11 октября могут затронуть до 750 млн человек

Forbes
Стеклянные микробы Люка Джеррама Стеклянные микробы Люка Джеррама

Героев этих произведений не разглядеть без микроскопа

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
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
«Замужем» за двумя: невыдуманная история «Замужем» за двумя: невыдуманная история

Анонимный рассказ читательницы о муже и любовнике

Psychologies
Двойные стандарты Двойные стандарты

Стоимость антиматерии падает

Популярная механика
Историческое решение Приморья Историческое решение Приморья

Российская власть проходит серьезный тест

Эксперт
Летающий фрегат Летающий фрегат

Российский проект транспортного беспилотника с вертикальными взлетом и посадкой

Популярная механика
Роковая декларация: как правильно платить налоги, если живешь на две страны Роковая декларация: как правильно платить налоги, если живешь на две страны

В какой юрисдикции предприниматели смогут минимизировать риски?

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

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Елена Летучая запускает новую версию «Ревизорро» в YouTube и Елена Летучая запускает новую версию «Ревизорро» в YouTube и

Елена Летучая: “Я решила остаться “Ревизорро”, но уже в Интернете

Cosmopolitan
Пешком по воде Пешком по воде

Далеко не все способны проплыть километр под водой

Популярная механика
Родину выбирают Родину выбирают

Кто придумал плов, фуа-гра и другие легендарные блюда

GQ
Любой каприз Любой каприз

Компьютерный дизайн материалов

Популярная механика
Семь правил миллиардера Семь правил миллиардера

Олег Тиньков делится принципами, позволившими ему построить бизнес

Forbes
Космос, глубина и радиация. Экстремальная робототехника Космос, глубина и радиация. Экстремальная робототехника

Машины для работы в самых экстремальных условиях

Популярная механика
Силовики не защитили осведомителя Силовики не защитили осведомителя

Убит свидетель по делу о коррупции в Следственном комитете

РБК
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
«Мы не берем маски домой» «Мы не берем маски домой»

Звездные супруги Пенелопа Крус и Хавьер Бардем снова играют влюбленных

Cosmopolitan
Дом во льдах Дом во льдах

История дрейфующих станций «Северный полюс» – это летопись подвига во имя науки

Популярная механика
Горячие деньги. Как вложиться в IPO и не прогадать Горячие деньги. Как вложиться в IPO и не прогадать

Инвестируя в акции, можно получить доходность в десятки процентов

Forbes
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Холодный душ: отказ от иранской нефти ударит по нефтяным ценам Холодный душ: отказ от иранской нефти ударит по нефтяным ценам

По требованию США, покупатели иранской нефти должны от нее отказаться к ноябрю

Forbes
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Диплом онлайн. Где получить степень по экономике и финансам без отрыва от работы Диплом онлайн. Где получить степень по экономике и финансам без отрыва от работы

Интернет-курсы, доступные пользователям, желающим развиваться в сфере экономики

Forbes
Открыть в приложении