Ничто не вечно под луной. Как и вокруг неё. Всё всегда заканчивается — и плохое, и хорошее. Это правило работает и в масштабах Вселенной. Когда-нибудь в необозримом будущем придёт конец и ей. Как это произойдёт — нам предстоить разобраться. Давайте примерим амплуа именитых режиссёров и решим, какой сценарий нам наиболее подходит.
Большое сжатие
Принцип «выход там же, где и вход» хорошо описывает данный вариант конца Вселенной. Предположим, что Вселенная не бесконечна в пространстве и гравитационное притяжение в конце концов «пересилит» силы расширения. Тогда Вселенная, достигнув некоего максимума, начнёт плавно и поступательно сжиматься, повторяя в обратном направлении всю свою эволюцию. Этот процесс имеет название «гравитационный коллапс». Процесс будет продолжаться до тех пор, пока вся материя не сожмётся в одну маленькую точку сингулярности. Вас не покидает мысль, что где-то вы уже это слышали? Да, точкой сингулярности называют состояние Вселенной в первые миллисекунды рождения, когда вся её масса сосредоточена в объёме размером с атом. Вселенная погибнет также, как и родилась, повторяя цикл раз за разом, рождаясь и снова умирая. Сжатие спровоцирует возникновение новых плотных космических объектов. Это можно представить в виде звёзд, планет и небесных тел, которые силы сжатия скомкали в кучки. Затем эти «кучки» из-за высокой плотности материи начнут образовывать чёрные дыры. Впоследствии и эти чёрные дыры из-за «тесноты» сольются в одну очень плотную точку. Эта точка в конце концов станет сингулярностью Новой Вселенной. На этом можно было бы закончить и спокойно вздохнуть, ведь до начала сжатия Вселенной пройдут миллиарды лет, но не тут-то было. Учёные в конце XX века доказали невероятное — Вселенная и не думала сжиматься, она продолжает расширяться, к тому же с ускорением! Всему виной тёмная энергия.
Тёмная энергия — главный подозреваемый
Гравитация вездесуща. Она есть даже там, где отсутствуют какие-либо силы и взаимодействие. Расширение же — энергозатратный процесс, требующий «вливания извне». А так как понятие «извне» для Вселенной не имеет смысла, следовательно, энергия есть внутри космического пространства. Однако учёными подсчитано, что найденной энергии недостаточно, чтобы происходило расширение. Налицо противоречие законам термодинамики — процесс есть, а энергии нет. И тут космологи пошли на хитрость, они заявили: «энергия расширения есть, просто мы не можем её найти». Как показало время, этот шаг был оправдан. Действительно, с появлением современного оборудования появились первые, хоть и косвенные, доказательства существования «тёмной энергии». На данный момент аргументов, пусть и не прямых, в пользу существования тёмной энергии достаточно. Если это верно, то сразу возникает вопрос — расширение Вселенной под действием тёмной энергии происходит с ускорением или равномерно? Ответ на этот вопрос даёт нам два варианта развития событий.t
ТЕМНАЯ ЭНЕРГИЯ
Тёмная энергия — гипотетический (предполагаемый) вид энергии, который является причиной роста объёма Вселенной и составляет по последним данным 74% от всего её состава.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
Сжатие массивных тел под действием гравитационных сил, за которым следует взрыв. Именно так кончается жизнь почти всех звёзд. Истратив всё ядерное топливо, звезда теряет всякие источники для противодействия гравитации и сжимается с последующим взрывом — рождением сверхновой или образованием чёрной дыры..
ерные дырыепловая смерть Вселенной Если Вселенная расширяется без ускорения, то её финал можно описать одним словом — угасание. Давайте представим: объём Вселенной увеличивается, и, как показывает наблюдение, расстояние между объектами внутри неё также будет увеличиваться. Галактики будут отдаляться друг от друга, созвездия рушиться, звёздные и планетарные системы потеряют первоначальную структуру. Для того, чтобы наглядно представить, как это будет выглядеть, возьмите воздушный шарик. Прежде чем его надуть, нарисуйте на нём фломастером две точки на расстоянии 1 см. Надуйте его до максимума и измерьте расстояние между точками. Оно стало намного больше 1 см, то есть из-за увеличения объёма шарика, расстояние между точками увеличилось. Вселенная — это тот же шарик, на котором галактики отдаляются как точки. Из-за расширения соседние галактики будут отдаляться до тех пор, пока совсем не исчезнут из поля зрения, в случае с нашим Млечным путём, например, это будет Андромеда и галактика Большого Пса. Между тем стоит помнить, что в это время из-за потери массы начнут гаснуть звёзды. Мир погрузится в вечный холод и темноту… Примерно через 10 миллиардов лет после этого начнутся первые ощутимые признаки Тепловой смерти. Конечное количество энергии и материи распределится равномерно по всей бесконечно увеличивающейся Вселенной, температура станет одинаковой по всему космосу (немного больше абсолютного нуля), лишь отдельные элементарные частицы, как фотоны, будут редко бродить по когда-то живой и пёстрой Вселенной…
- 0 (Начало времени)
- БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ
- 10–32 сек. КВАРКИ, ЭЛЕКТРОНЫ
- 10–6 сек. НЕЙТРОНЫ, ПРОТОНЫ
- 3 мин. ЯДРА ВОДОРОДА И ГЕЛИЯ
- 380 000 ТЁМНЫЕ ВРЕМЕНА СУЩЕСТВУЮТ ТОЛЬКО АТОМЫ ВОДОРОДА И ГЕЛИЯ
- 300 млн ПЕРВЫЕ ЗВЕЗДЫ
- 1 млрд ПРОТОГАЛАКТИКА
- 9 млрд ОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И ЗЕМЛИ
- 13,82 млрд НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ
ВРЕМЕННАЯ ШКАЛА РАСШИРЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ
Большой разрыв Скучно! Описанный сценарий походит на грустную мыльную оперу, которая обещает затянуться на сотни миллиардов лет. Если уходить, то с музыкой и фейерверком. Последние наблюдения учёных позволяют сделать вывод — фейерверк будет! Данные, полученные телескопом «Хаббл», ясно дают понять, что Вселенная расширяется, но с ускорением. Если этот вариант верен, то примерно через 20 миллиардов лет (по космологическим масштабам это очень скоро) расширение Вселенной перейдёт допустимую границу и её попросту разорвёт. Если быть точным, то сценарий таков: объекты, находящиеся на «краю» расширяющейся Вселенной, будут отдаляться от наблюдаемого центра с такой скоростью, что никакое взаимодействие, даже гравитация, не сможет удержать её части. Представьте себе резиновое полотно. Если взять его со всех углов и потянуть в разные стороны с нарастающей силой, то резина сначала начнёт поддаваться и растягиваться, но в конце концов разорвётся. То же самое сейчас происходит со Вселенной, она поддаётся расширению и «растягивается». Если ускорение Вселенной не остановится на каком-то одном значении, её ждёт то же, что произошло с резиновым полотном. Искривится пространство-время, звёзды распадутся на составные частицы, молекулы на атомы, атомы — на элементарные частицы. Вселенная лопнет, как воздушный шар, который слишком сильно надули. Вот вам и фейерверк! Представить такое весьма сложно, и учёные, несмотря на доказательства, скептически относятся к теории Большого разрыва. Поэтому наблюдения за тёмной энергией не прекращаются, и хотя вопросов стало больше, чем ответов, надеемся, что с развитием технической мысли космологи наконец предскажут сценарий гибели Вселенной.