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

Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
(Не) свободный художник (Не) свободный художник

Обсуждаем плюсы и минусы фриланса

Psychologies
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Как скачивать музыку и видео из соцсетей без запретов? Как скачивать музыку и видео из соцсетей без запретов?

Как сделать себе загрузчики, неподвластные антипиратской политике

CHIP
Проект Guido Проект Guido

Ничего подобного в России прежде не строили

Популярная механика
Древнеримский бетон, код викингов и другие древние загадки, разгаданные только в наши дни Древнеримский бетон, код викингов и другие древние загадки, разгаданные только в наши дни

Древние люди как будто нарочно делали все, чтобы запутать своих потомков

Maxim
Портрет генами Портрет генами

ДНК-фенотипирование позволит восстановить облик преступника по его генам

Популярная механика
Три уровня принятия себя Три уровня принятия себя

«Самопринятие — это отказ от вражды с самим собой», — считает Натаниэль Бранден

Psychologies
Дом во льдах Дом во льдах

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

Популярная механика
KUNGS: «У меня никогда не просят автографы» KUNGS: «У меня никогда не просят автографы»

Француз Валентин Брунель, известный как KUNGS, прославился хитом «This Girl»

Cosmopolitan
Летающая парта нового поколения Летающая парта нового поколения

Сверхманевренный учебный самолет с крыльями обратной стреловидности

Популярная механика
Подвиги нашли героинь Подвиги нашли героинь

Три невероятные истории храбрости и мужества, главные героини которых — женщины

Maxim
Топор плывет Топор плывет

В середине прошлого десятилетия в море вышло судно странной наружности

Популярная механика
Почем Альпы летом? Почем Альпы летом?

Что делать в горах Италии, пока нет снега

Русский репортер
С горочки спустился С горочки спустился

Мы встретились с чемпионом России по форкроссу Иваном Кунаевым

Популярная механика
Обида – взрослое чувство Обида – взрослое чувство

Разные стороны такого сложного переживания, как обида

Psychologies
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
Цифровые дети. Какая реклама привлекает молодежь Цифровые дети. Какая реклама привлекает молодежь

Цифровые дети. Какая реклама привлекает молодежь

Forbes
Осколочно-фугасный ливень Осколочно-фугасный ливень

Осколочно-фугасный ливень. Рой ударных БПЛА с авиабомбами Hatchet

Популярная механика
Тральщик Т-116: история гибели арктического конвоя Тральщик Т-116: история гибели арктического конвоя

Им приказали не возвращаться на берег, пока не потопят немецкую подлодку

Maxim
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Много шума из ничего: 7 главных заблуждений насчет шумоизоляции Много шума из ничего: 7 главных заблуждений насчет шумоизоляции

Вокруг акустического комфорта существует много заблуждений

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Как быстро привести себя в форму. Часть 6. Как быстро привести себя в форму. Часть 6.

Эксперимент на живом редакторе MAXIM продолжается

Maxim
Целого мира мало Целого мира мало

Человечеству грозит дефицит самых простых минеральных ресурсов

Популярная механика
Станция назначения: 7 впечатляющих вокзалов Станция назначения: 7 впечатляющих вокзалов

Городской вокзал сегодня не просто транспортный узел

Вокруг света
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
Гладиаторские бои. Как с честью выйти из публичного конфликта Гладиаторские бои. Как с честью выйти из публичного конфликта

Каждый может проснуться героем общественного скандала

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

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Как вести себя в уличной драке Как вести себя в уличной драке

Несколько правил уличной драки

Maxim
Открыть в приложении