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

Механик в аду Механик в аду

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

Популярная механика
Беременность и женский организм: истощение или омоложение? Беременность и женский организм: истощение или омоложение?

Является ли беременность непростым испытанием для женского организма

9 месяцев
Картонная инженерия Даниеля Агдага Картонная инженерия Даниеля Агдага

Австралийский художник Даниель Агдаг делает скульптуры из картона

Популярная механика
«Хорошая мать» и «плохая тетя»: Петунья Дурсль - не та, за кого себя выдает? «Хорошая мать» и «плохая тетя»: Петунья Дурсль - не та, за кого себя выдает?

Петунья Дурсль - одна из самых противоречивых героинь вселенной Гарри Поттера

Cosmopolitan
Ракетный маневр Ракетный маневр

С S7 Space связывают надежды на развитие отечественной частной космонавтики

Популярная механика
Мягко сказано Мягко сказано

Самые точные слова для описания избранных предметов мягкой мебели

SALON-Interior
Нобелевский практикум Нобелевский практикум

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

Популярная механика
«Я вылечила акне с помощью диеты»: реальная история «Я вылечила акне с помощью диеты»: реальная история

В войне с акне Лауре помогло радикальное изменение рациона

Cosmopolitan
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Суп, Монро, коробки: что и зачем рисовал Энди Уорхол Суп, Монро, коробки: что и зачем рисовал Энди Уорхол

Поп-арт — на примере работ Энди Уорхола

Cosmopolitan
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Red Dead Redemption 2 и другие главные игровые новинки месяца Red Dead Redemption 2 и другие главные игровые новинки месяца

Игры месяца

Maxim
Как спрятать голову в железо Как спрятать голову в железо

История доспехов в европейском Средневековье и технология воссоздания в наши дни

Популярная механика
Семейная реликвия Семейная реликвия

Озеро в Псковской области – Синовино

АвтоМир
Когда лайнер бьет хвостом Когда лайнер бьет хвостом

Авиаинциденты с «тейлстрайком»

Популярная механика
День Авроры День Авроры

Аврора о любви, красоте, возрасте и новом принятии себя

Домашний Очаг
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
11 фактов об 11 сериях «Приключений Шерлока Холмса и доктора Ватсона», сэр 11 фактов об 11 сериях «Приключений Шерлока Холмса и доктора Ватсона», сэр

Мы расскажем тебе даже про овсянку, которую ел Никита Михалков

Maxim
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Показательная порка. Зачем отменили результаты выборов в Приморье Показательная порка. Зачем отменили результаты выборов в Приморье

Борьба с нарушителями способна поднять упавший президентский рейтинг

Forbes
Возвращение «Индейца» Возвращение «Индейца»

Прошлое и настоящее мотоцикла Indian

Популярная механика
Хищник выходит на охоту: что мы знаем о легендарных пришельцах Хищник выходит на охоту: что мы знаем о легендарных пришельцах

Хищник выходит на охоту: что мы знаем о легендарных пришельцах

Популярная механика
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Оттолкнулись от дна. Курс доллара вернется к уровню 60-65 рублей Оттолкнулись от дна. Курс доллара вернется к уровню 60-65 рублей

До конца этого года у российской валюты есть шанс укрепиться

Forbes
Заплечных дел мастер Заплечных дел мастер

Почти бесконечный боезапас за спиной

Популярная механика
Lamborghini Urus Lamborghini Urus

Lamborghini Urus. Итальянцы изменили саму концепцию высокодинамичного кроссовера

Quattroruote
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Планы для модницы на эти выходные в Москве Планы для модницы на эти выходные в Москве

Главное в программе — искусство и вкусная еда

Vogue
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
6 самых диких советов звезд на тему секса 6 самых диких советов звезд на тему секса

Анджелина Джоли, например, рекомендовала брать с собой в постель нож

Maxim
Открыть в приложении