Гибель вселенной — как это будет?

«Каждые 13,79 миллиардолетий физики с завидным упорством запускают Большой адронный коллайдер», — шутят сотрудники ЦЕРНа. Впрочем, несмотря на гигантские успехи наук о Вселенной — космологии и космогонии, учёные до сих пор спорят о прошлом и будущем Мироздания. Один из самых горячо обсуждаемых вопросов — когда и каким образом прекратит своё существование видимая часть Вселенной, метагалактика. Проще говоря, когда же наступит (и наступит ли вообще!) конец света? Рассмотрим несколько самых популярных ответов на эти удивительные вопросы.

Фото: гибель вселенной — как это будет?

Смерть Вселенной

Одна из самых старых версий гибели нашего мира — тепловая смерть. Она неразрывно связана с именем выдающегося австрийского физика Людвига Больцмана (1844-1906). Согласно открытым им законам термодинамики, в любой замкнутой системе тепло распределяется равномерно и при этом энтропия (или мера беспорядка) возрастает. Если попытаться распространить этот принцип на Вселенную, то получится, что с течением времени вся материя превратится в холодное облако элементарных частиц, которое равномерно растечётся в пространстве.
Большинство космологов считают, что наш мир родился в грандиозном космическом катаклизме Большого взрыва. До этого вся материя сосредоточилась в «космологической сингулярности». Это была невообразимая бесконечно плотная точка, расположенная вне пространства-времени. По неизвестным причинам этот сгусток материи взорвался и стал расширяться, и в конце этого разлёта все звезды, конечно, погаснут. Часть из них обратятся в чёрные дыры и испарятся. При этом сами элементарные частицы разлетятся по произвольным траекториям и никогда уже не смогут собраться в небесные тела.

Сжатие с отскоком

Космологический сценарий Большого сжатия (или схлопывания) по сути представляет процесс, полностью противоположный Большому взрыву. Согласно этой теории, силы всемирного притяжения в конце концов не только остановят разлёт вещества, но и обратят его вспять. Таким образом, Вселенная начнёт сжиматься, пока все небесные тела, включая астероиды, кометы, планеты, звезды и чёрные дыры, не сольются вновь в бесконечно плотную точку.
Естественно предположить, что процесс развития мироздания от Большого взрыва до Большого сжатия может повторяться неоднократно и даже бесконечно, но есть и спорные обстоятельства. Дело в том, что в современном мире метагалактика продолжает ускоренно расширяться, причём нет никаких признаков замедления разлёта материи.

Тайна тёмной энергии

Уже в нашем веке астрономы и космологи выяснили, что около шести миллиардов лет назад «настройка» нашей Вселенной неожиданно изменилась, и далёкие галактики начали с ускорением удаляться друг от друга.
Объясняется это тем, что наш мир на 68 процентов состоит из тёмной энергии, играющей роль «вселенской расталкивающей силы». Плотность этой энергии (количество энергии на единицу объёма, — прим. ред.) никак не уменьшается по мере расширения Вселенной. Есть гипотеза, что тёмная энергия изначально является неким «антигравитирующим» свойством самого пространства. Поэтому при возникновении нового пространства плотность энергии антигравитации уже оказывается одним из его параметров.
В принципе это с новых позиций позволяет предсказать будущее нашего мира. Так, если бы тёмная энергия действительно была константой, никак не зависящей от расширения пространства, то Вселенную ожидал бы практически бесконечный разлёт вещества. Однако, как показывают астрономические наблюдения, наш мир расширяется с ускорением. Судьба такой Вселенной проста и незавидна — это будет пустой и холодный мир.

Большой разрыв

Если же тёмная энергия не является постоянной, то существуют две главные версии дальнейших событий. Возможно, с течением времени «вселенская антигравитация» потеряет силу и даже изменит свой знак, став компонентом всемирного тяготения. Естественно, что Вселенная тогда прекратит ускоренный разлёт, её скорость расширения либо упадёт до нуля, либо поменяет направление на противоположное. Тогда опять возникает сценарий Большого сжатия с ужасом конечного «схлопывания».
Если же всё останется как есть и антигравитация продолжит «ускоренно править миром», Вселенную ждёт трудновообразимый финал Большого разрыва.
По мере того как плотность тёмной энергии возрастёт на порядок, исчезнет будущее Млечномеды — нашего нового галактического дома из Млечного Пути и Андромеды. Вместе с этой колоссальной соседкой прочь устремятся и другие наши галактические сателлиты, а затем и близкие галактики из Местной группы. Но это будет лишь прелюдия грозного будущего, ведь «тёмная антигравитация» продолжит набирать силу. Когда плотность тёмной энергии возрастёт в сотню раз, начнётся «звёздная миграция» с периферии Млечного Пути. Наш «звёздный остров» потеряет свои окраины и истончится.
А если сила тёмной энергии увеличится в две сотни раз, то и наше светило двинется прочь от родной Галактики. Так наше Солнце превратится в «звезду-изгоя» и, окружённое планетарной системой, будет в одиночестве бороздить пространство.
Если же плотность тёмной энергии не остановит свой рост, то начнётся распад планетарных систем. В Солнечной системе сначала улетит облако Оорта, за ним последует пояс Койпера, а потом наступит очередь Нептуна, Урана, Сатурна и Юпитера. Вслед за ними отправятся астероиды Главного пояса, а потом и Марс. Земля сойдёт со своей орбиты, когда плотность тёмной энергии возрастёт в 100 миллиардов раз.

Окончательная катастрофа

Наконец, наступит черёд и земной флоры с фауной, включая человека. Живые клетки, молекулы, атомы и ядра распадутся по частям. Ну а если плотность тёмной энергии будет ещё нарастать, то не выдержит сама ткань пространства-времени. Как будет выглядеть подобный разрыв, не знает никто, возможно, он будет напоминать необъятную чёрную дыру.
Впрочем, если нашему миру и суждено закончить существование Большим разрывом, то этот катаклизм произойдёт через 80 миллиардолетий, что почти в шесть раз превышает нынешний возраст Вселенной. Во всяком случае нашу планету, Солнце и галактику подобная трагическая судьба постигнет нескоро.
Да и вообще говоря, ужасы разрывающегося на куски пространства-времени существенно преувеличены. Пока нет надёжных данных, подтверждающих увеличение силы тёмной энергии и опровергающих её неизменность как константы. Физики-экспериментаторы считают, что необходимый уровень точности измерения плотности тёмной энергии может быть достигнут уже к концу текущего десятилетия. Так что с научной точки зрения хотя Большой разрыв полностью исключать нельзя, до него ещё очень и очень далеко.

Время бесконечности

Казалось бы, трудно придумать что-то более оригинальное, чем Большой разрыв, но физики поставили вопрос: что произойдёт, если остановится время? Тогда все мы будем существовать в од-ном-единственном мгновении — отныне и навсегда. Правда, такая вечная Вселенная будет полна парадоксов. Например, в этом мире все, что в принципе может произойти, обязательно когда-нибудь случится. Поскольку подобное противоречит многим научным концепциям, учёные считают, что само время не бесконечно и однажды может замереть. Правда, если такое и произойдёт, никто этого не осознает. Просто Вселенная застынет в одном мгновении, а мы будем напоминать мух в янтаре, созерцая то, что было у нас в последний миг перед глазами.
Все эти парадоксы можно было бы легко решить, обратившись к модели Мультиверса, или Мультивселенной, состоящей из бесчисленного количества миров. По одной из теорий Мультиверса, вселенные могут порождаться, а затем уничтожаться, по различным сценариям, включая Большое сжатие, тепловую смерть и т.п.
Объясняет Мультиверс и невозможность полной остановки времени. Ведь по хроноквантовому сценарию каждый квант времени, составляющий невообразимо малую величину порядка 10 в минус 44-й степени секунды, в Большом взрыве рождается новый мир. Такой Мультиверс чем-то напоминает матрёшку или «луковицу миров». Получается, что за 13,799 миллиардолетия существования нашей Вселенной возникло совершенно фантастическое количество миров. Вполне понятно, что гибель любого из них совершенно ничего не значит для Мультиверса в целом, ведь количество новых вселенных в популярных моделях многомирья значительно превышает число исчезнувших. Таким образом всеобщего конца света просто не может быть.

Журнал: Тайны 20-го века №1/2, январь 2020 года
Рубрика: Проблемы мироздания
Автор: Олег Файг

Метки: история, Тайны 20 века, гибель, галактика, большой взрыв, космология, вселенная, тёмная материя, тёмная энергия, метагалактика, Олег Фейгин



Telegram-канал Багира Гуру


Исторический сайт Багира Гуру; 2010 —