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

Инфекция жизни Инфекция жизни

Направленная панспермия в вопросах и ответах

Популярная механика
Что со мной происходит? Как научить ребенка чувствовать себя Что со мной происходит? Как научить ребенка чувствовать себя

Почему детям бывает сложно понять, что они ощущают

Домашний Очаг
Карта дня беспилотника Карта дня беспилотника

Как города России готовятся к появлению беспилотных автомобилей

Популярная механика
Сколько стоит организовать модный показ Сколько стоит организовать модный показ

Модный показ: гонорары моделей, сценография, кейтеринг и многое другое

Vogue
Кресла вместо бомб Кресла вместо бомб

Бомбардировщик превратили в бизнес-джет

Популярная механика
Почему болит живот Почему болит живот

О чем может сигнализировать боль в животе?

Лиза
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
«Неправильного воспитания не бывает» «Неправильного воспитания не бывает»

Какие мы допускаем ошибки в воспитании

Psychologies
Танки против крепостей Танки против крепостей

Миф об уничтоженных танковых армиях на улицах Берлина

Популярная механика
7 фантастических фактов о фильме «Пятый элемент» 7 фантастических фактов о фильме «Пятый элемент»

7 фантастических фактов о фильме «Пятый элемент»

Maxim
Пешком по воде Пешком по воде

Далеко не все способны проплыть километр под водой

Популярная механика
100 лет школьной формы: как она менялась в России 100 лет школьной формы: как она менялась в России

100 лет школьной формы: как она менялась в России

Cosmopolitan
Марс, пульс, температура Марс, пульс, температура

Зонд InSight: заглянуть внутрь Марса

Популярная механика
Пальцем в небо Пальцем в небо

Лак для ногтей может привлечь удачу, если подобрать его под свой знак зодиака

Лиза
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Армения. Солнце внутри Армения. Солнце внутри

Лучшее время для поездки в Армению – осень

Домашний Очаг
Яндекс.Станция Яндекс.Станция

Вот уже неделю Яндекс.Станция живет у меня дома

Популярная механика
Фигаро здесь, Фигаро там Фигаро здесь, Фигаро там

Беседуем с дизайнером Катей Добряковой

OK!
Самая древняя Русь Самая древняя Русь

Животный мир давно минувших эпох

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
Пока не было света Пока не было света

Предыстория солнца и солнечной системы

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
Ради тишины и чистоты Ради тишины и чистоты

Корабли на электричестве покоряют фьорды Норвегии

Популярная механика
ОМ в горле ОМ в горле

Сергей Минаев и Игорь Григорьев о том, как меняют культуру новые артисты

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

Эпопея немецкого рейдера «Кенигсберг» времен Первой мировой

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

Чтобы начать жить иначе, не нужен понедельник

Psychologies
Имею скафандр, готов путешествовать Имею скафандр, готов путешествовать

Скафандров для других планет у человечества нет даже в перспективе

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

Доктор Алексей Ситников любезно объясняет, что за наука кармалогия

Tatler
Прививка или смерть Прививка или смерть

Создание эффективной вакцины против ВИЧ заняло почти 40 лет

Популярная механика
Еда и мозг Еда и мозг

Выбор еды влияет на здоровье гораздо больше, чем мы думаем

Yoga Journal
Открыть в приложении