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
Команда ангелов. Как заработать с помощью чутких сотрудников Команда ангелов. Как заработать с помощью чутких сотрудников

Способность женщин распознавать эмоции поможет вывести бизнес на новый уровень

Forbes
Фантастика в открытом поле Фантастика в открытом поле

Иннополис – город, в котором нет старости

Популярная механика
Сообщать об аварии придется быстрее? Сообщать об аварии придется быстрее?

Сообщать об аварии придется быстрее?

АвтоМир
Техпарад Техпарад

Новости мира науки

Популярная механика
20 самых смешных фотографий животных 2018 года 20 самых смешных фотографий животных 2018 года

Смешные фотографии животных с конкурса The Comedy Wildlife Photography Awards

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

Как научить машину сочинять музыку и писать картины

Популярная механика
Hyundai Tucson Hyundai Tucson

Hyundai Tucson

Quattroruote
Кто спасет МКС Кто спасет МКС

МКС может завершить работу через шесть лет. Что будет дальше?

Популярная механика
Свободные люди: развенчиваем популярные мифы о поколении 30-летних Свободные люди: развенчиваем популярные мифы о поколении 30-летних

Миллениалы могут быть хорошими менеджерами

Forbes
Чистый тяжелый металл Чистый тяжелый металл

Как производят слитки драгоценных металлов

Популярная механика
Мать аутиста: «Я жалею, что родила ребенка» Мать аутиста: «Я жалею, что родила ребенка»

Когда ребенку ставят диагноз «аутизм», жизнь родителей меняется навсегда

Psychologies
Кошка на пути домой Кошка на пути домой

Кошка на пути домой. От совершенного хищника к совершенному домашнему питомцу

Популярная механика
Самые богатые рэперы в мире по версии Forbes — от Канье Уэста до Дрейка Самые богатые рэперы в мире по версии Forbes — от Канье Уэста до Дрейка

Журнал Forbes опубликовал обновленный рейтинг самых богатых рэперов мира

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

Машины для работы в самых экстремальных условиях

Популярная механика
«Неполная семья» — это клеймо? «Неполная семья» — это клеймо?

Термин «неполная семья» предполагает дефицит, из которого возникают сложности

Psychologies
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

Популярная механика
Ударная доза юмора Ударная доза юмора

15 и 16 сентября в Ереване впервые прошел фестиваль юмора Comedy Club

OK!
Метательные планеры Метательные планеры

Один из самых молодых видов авиамодельного спорта

Популярная механика
Эрнест Хемингуэй Эрнест Хемингуэй

Эрнест Хемингуэй и его отношение к крепкому алкоголю

Playboy
Незастывающее слово Незастывающее слово

Языку так тяжело в тисках учебников и словарей

Популярная механика
Мода года Мода года

Главный смотр мужской моды Pitti Uomo

Robb Report
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Обогнать обезьяну: ген, который мешает бегать Обогнать обезьяну: ген, который мешает бегать

Человека от животных отличает не только интеллект, но и медлительность

Forbes
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
Бархатный сезон: рецепт идеального оздоравливающего отпуска Бархатный сезон: рецепт идеального оздоравливающего отпуска

На европейских курортах начинается бархатный сезон, можно отправиться в отпуск

Psychologies
Нечеловеческая еда Нечеловеческая еда

Как делают сухой корм для животных

Популярная механика
Чувство вины: регулятор поведения или комплекс? Чувство вины: регулятор поведения или комплекс?

Чувство вины особенно сильно выражено у будущих и молодых мам

9 месяцев
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Невероятные приключения итальянца в Италии Невероятные приключения итальянца в Италии

Сильвио Берлускони. Жизнь, которой бы не постыдились Чарли Шин с Оззи Осборном

Maxim
Открыть в приложении