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

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

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Сезон мотивации. Почему мы ходим на тренинги, но это не помогает Сезон мотивации. Почему мы ходим на тренинги, но это не помогает

Люди готовы отдать половину зарплаты, чтобы услышать мотивационные речи коучей

Forbes
Точечный старт Точечный старт

История отечественного авиаконструктора – Владимира Мясищева

Популярная механика
10 вещей, которые бесят в программе Apple iTunes 10 вещей, которые бесят в программе Apple iTunes

Apple iTunes прошла путь от изящного медиаплеера до груды невменяемого мусора

Maxim
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Ядовитые деньги: о чем грустят российские миллиардеры Ядовитые деньги: о чем грустят российские миллиардеры

Дональд Трамп сделал все, чтобы бизнес начал спешно возвращать деньги в Россию

Forbes
Рисующие роботы Пиндара ван Армана Рисующие роботы Пиндара ван Армана

Может ли робот стать художником

Популярная механика
12 суперхитов, которые не задумывались как хиты 12 суперхитов, которые не задумывались как хиты

У многих музыкантов придумать великий шлягер получается совершенно случайно

Maxim
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Нет дороге окончанья Нет дороге окончанья

Трасса М-11 подросла еще на 40 километров

АвтоМир
Механик в аду Механик в аду

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

Популярная механика
Союз ржавых 2 Союз ржавых 2

Еще недавно эти заводы, паровозы и крематории весело дымили трубами

Maxim
Заплечных дел мастер Заплечных дел мастер

Почти бесконечный боезапас за спиной

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
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Самые яркие звездные пары на телепремии Самые яркие звездные пары на телепремии

Самые яркие звездные пары на телепремии "Эмми 2018" в Лос-Анджелесе

Cosmopolitan
Наука о прикосновениях Наука о прикосновениях

Белорусский стартап реализовал технологию передачи тактильных ощущений для VR

Популярная механика
Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя

Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя

Playboy
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

Популярная механика
Отношения с женатым: в чем опасность? Отношения с женатым: в чем опасность?

Разбираемся, почему женщины соглашаются на роль второго плана

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
Как приготовить правильный чай Как приготовить правильный чай

Настоящий мужчина должен уметь заваривать настоящий чай

Maxim
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
Если случился выкидыш... Если случился выкидыш...

Особенности планирования следующей беременности после выкидыша

9 месяцев
Целого мира мало Целого мира мало

Человечеству грозит дефицит самых простых минеральных ресурсов

Популярная механика
Полина Максимова: «Своими руками отдала все до копейки!» Полина Максимова: «Своими руками отдала все до копейки!»

Звезда сериала «Деффчонки» стала жертвой мошенника

StarHit
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Другой «Связной» Другой «Связной»

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

РБК
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Дензел Вашингтон: великий уравнитель Дензел Вашингтон: великий уравнитель

Проповедь о том, как трудно быть человеком и как важно им оставаться

Караван историй
Открыть в приложении