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

Ради тишины и чистоты Ради тишины и чистоты

Корабли на электричестве покоряют фьорды Норвегии

Популярная механика
Скажи мне, кто твой друг: как выглядят лучшие подруги звезд Скажи мне, кто твой друг: как выглядят лучшие подруги звезд

Как выглядят лучшие подруги голливудских звезд

Cosmopolitan
Китайский Карлсон Китайский Карлсон

Самой сложной и красивой игрушкой в мире был радиоуправляемый вертолет

Популярная механика
6 шагов на пути к переменам 6 шагов на пути к переменам

Чтобы начать жить иначе, не нужен понедельник

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

Популярная механика
День Авроры День Авроры

Аврора о любви, красоте, возрасте и новом принятии себя

Домашний Очаг
Кресла вместо бомб Кресла вместо бомб

Бомбардировщик превратили в бизнес-джет

Популярная механика
Nissan Murano Nissan Murano

Nissan Murano

Quattroruote
Интеллект для самолета Интеллект для самолета

Многофункциональная боевая машина следующего поколения

Популярная механика
Много фальши. Что делать, если банкомат выдал поддельную купюру Много фальши. Что делать, если банкомат выдал поддельную купюру

Вброс фальшивых пятитысячных купюр заставил банки приостановить выдачу банкнот

Forbes
Мусор и ветер Мусор и ветер

Каждый из нас производит сотни килограммов отходов в год

Популярная механика
Года – не беда Года – не беда

Сохранить кожу молодой как можно дольше помогут косметические средства

StarHit
Когда лайнер бьет хвостом Когда лайнер бьет хвостом

Авиаинциденты с «тейлстрайком»

Популярная механика
Как жить лучше, а платить меньше? Как жить лучше, а платить меньше?

Вопрос на миллион: как покупать так, чтобы деньги не заканчивались

CHIP
Очень сложная игра Очень сложная игра

Первая полезная компьютерная игра

Популярная механика
Тогда и сейчас: как изменилась графика 16 популярных компьютерных игр Тогда и сейчас: как изменилась графика 16 популярных компьютерных игр

Тогда и сейчас: как изменилась графика 16 популярных компьютерных игр

Playboy
Двойные стандарты Двойные стандарты

Стоимость антиматерии падает

Популярная механика
Шепот шин Собянина. Как электробусы сменяют дизель в Москве Шепот шин Собянина. Как электробусы сменяют дизель в Москве

Москва может войти в число лидеров по использованию транспорта на электротяге

Forbes
Новая бронетанковая доктрина Новая бронетанковая доктрина

О зарождении новой бронетанковой доктрины

Популярная механика
Все оттенки розового на выставке в Музее моды FIT в Нью-Йорке Все оттенки розового на выставке в Музее моды FIT в Нью-Йорке

Все оттенки розового на выставке в Музее моды FIT в Нью-Йорке

Vogue
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

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

Анонимный рассказ читательницы о муже и любовнике

Psychologies
У Солнца под боком У Солнца под боком

О том, какие загадки должен решить меркурианский зонд

Популярная механика
Внук Чингисхана Внук Чингисхана

Мы не очень жалуем Батыя, а в Астане, столице Казахстана, есть улица Бату-хана

Дилетант
Надежный рекордсмен Надежный рекордсмен

Сельскохозяйственные тракторы и рекорды «Ростсельмаша»

Популярная механика
В эпицентре ледяного взрыва В эпицентре ледяного взрыва

Российские ученые разгадали загадку происхождения гигантского кратера

Огонёк
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Двое в голубом океане Двое в голубом океане

Как квантовый компьютер и искусственный интеллект помогут друг другу

Forbes
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Правило №36: Cледовать логике этого мира Правило №36: Cледовать логике этого мира

Доктор Алексей Ситников любезно объясняет, что за наука кармалогия

Tatler
Открыть в приложении