Гибель Вселенной: Десять вероятных сценариев
Если просто перечислять все кинофильмы, в которых рассказывается, каким образом будет происходить конец света, сценарии которых навеяны фантазией сценаристов, сдобренные находками режиссеров, умело снятые операторами и насыщенные эффектами за счет компьютерной графики, то это может занять довольно много времени. Но все эти киношные варианты не имеют никакого отношения к возможной действительности. Никакой талантливый, но «задвинутый» ученый, никакая супер лаборатория, ни всемогущий «Пентагон» не смогут остановить то, что может произойти на самом деле. Никто даже не поймет, что случилось. Если вселенная погибнет, то этот конец займет мгновение.
Разумное разрушение
Если бы лет сто назад кто-то высказал предположение, что с помощью всего одной бомбы можно будет стереть с лица земли большой город, над таким провидцем, в лучшем случае просто бы посмеялись. Но прошло несколько десятилетий, наступил август 1945 года. И вот шестого числа только одна ядерная бомба превратила в руины Хиросиму.
Это была первая встреча человечества с такой разрушительной силой. Вскоре в ученых кругах появилась концепция. Ее назвали «разумным разрушением». Сторонники концепции аргументировано доказывают, что точку в существовании вселенной когда-нибудь поставят люди. Они придумают такое оружие, которое превратит все эти созвездья, галактики и все остальное в ничто.
Сказки? Плод больного воображения? Тогда такой факт. В настоящее время в мире накоплено столько ядерных и термоядерных зарядов, чтобы превратить нашу планету в осколки. И тогда по орбите землю будут лететь многочисленные астероиды, так же как между орбитами Марса и Юпитера. Но позволят ли нам, землянам, устроить такое? Или другой вопрос. Где гарантия, что такое не сделает кто-нибудь другой? Ведь доказательств, что только на Земле существует разумная жизнь, нет.
Конец игры
Одна из последних гипотез, выходящих за грани привычных понятий, высказывает предположение, что наш реальный мир на самом деле – виртуальность. То есть, все окружающее нас, как и мы сами – всего лишь результат работы компьютерной программы.
Такой теории придерживается философ из Оксфорда Ник Бостром. Он уверен, что рано или поздно компьютер станет настолько совершенным, а программисты достигнут таких способностей, что смоделированные виртуальные миры перестанут быть фантастикой. А значит, вполне возможно, что кто-то, уже достигший такого уровня, мог давно создать такую программу, частицами которой являются люди. И вот этот кто-то в один прекрасный момент может просто остановить работу своего компьютера, и тогда человечество перестанет существовать, потому, что исчезнет виртуальная вселенная.
Разрушение основ
Гипотез, обосновывающих существований вселенной, много. Одна из них доказывает, что это существование основано на таких постоянных величинах, как масса протона и скорость света. При условии, когда значение любой из них было иным, нашего мира просто бы не было.
По утверждению австралийских ученых постоянное значение тонких структур после «Большого взрыва» изменились. Могут ли меняться другие постоянные? Почему нет? Если такое произойдет, то вселенной просто не будет. Она распадется на множество постоянных. Исчезнут планеты, звезды, галактики, само пространство. Впрочем, такое, как гласит гипотеза, может случиться через три миллиарда лет.
Столкновение с другой вселенной
Наша вселенная конечна. Где-то находится ее граница. А что за ней? Может быть, тоже вселенные, только иные? Существует теория, предполагающая, что вселенных множество. Разве нельзя допустить такое, что они столкнутся? А вдруг такое уже происходило, и именно этим объясняется искривление нашей вселенной? Если это так, то результатом следующего такого столкновения может стать катастрофа. Вполне возможно, что иные вселенные существуют на основании других физических законов. Возможно столкновение с почти световой скоростью.
Источник
Смерть Вселенной! Как это будет?
Человечество с древнейших времен пытается понять, когда же наступит конец всему: Пророчество Майа, Судный день, Армагеддон, КиЯмат – всего и не перечислишь! И в наши дни СМИ постоянно пророчат конец света чуть ли не на следующей неделе. То на нас может упасть астероид, то появился новый смертельный вирус, то магнитное поле Земли барахлит…
Но есть две проблемы. Во-первых, пока еще ни один такой прогноз не оправдался, что ставит под сомнение подобные заявления. А во-вторых, все это – не конец света в правильном его понимании. Да, человечество полностью может исчезнуть. Но! Это означает только, что в космосе станет на одну обитаемую планету меньше. А все остальное-то останется! Вся Вселенная продолжит существовать, как и раньше, абсолютно не заметив пропажи каких-то мелких букашек. Ну это я сейчас про людей.
Но вы никогда не задавались более глобальным вопросом? Наступит ли конец света для абсолютно всего? И может ли исчезнуть вся Вселенная? Со всеми галактиками, черными дырами, летающими в космосе автомобилями и прочим. И если мы доживем до этого момента, то сможем ли спастись? Давайте разберемся, что об этом говорит наука!
Тепловая смерть
Издавна ученые считали, что Вселенная будет существовать вечно. Вплоть до середины 19 века, когда был предложен сценарий так называемой «Тепловой смерти»! Что же это такое?
Начну издалека. В термодинамике, есть понятие энтропия. Это величина, показывающая степень беспорядка в системе. Я люблю иллюстрировать ее на примере овечек. Представьте, себе 3 разных овечки и 3 стойла для них.
Сколько вариантов расположения существует? Правильно, всего 6, вот они все перед вами:
А теперь представьте себе, что фермер загнал овечек в стойла, ушел, но забыл закрыть загоны. Что происходит? Правильно, овечки разбредаются по ферме и теперь вариантов их расположения уже не 6, а намноооого больше!
Как видите, если замкнутую систему предоставить самой себе, степень беспорядка, то есть энтропия, увеличивается. Или остается постоянной, если это уставшие овечки! Это — второй закон термодинамики. Работает он, конечно, больше на поведении молекул в жидкостях, газах, твердых телах.
Например, вы размешиваете рафинад в чае. Расположение частичек сахара становится более беспорядочным. Или вы уронили свой Iphone Х и разбили экран на мелкие кусочки. Печально, но энтропия тоже увеличивается. И что самое главное, это необратимо. Вероятность, что частицы сахара или стекла соберутся в точности обратно по сути нулевая.
И этот закон действует во всей Вселенной! Звезды взрываются, превращаясь в туманности, астероиды сталкиваются друг с другом, крошась в пыль, галактики рассеиваются и исчезают!
В итоге, через много-много лет Вселенная будет равномерно заполнена веществом с одинаковой плотностью и температурой. Это будет холодный, темный и очень скучный мир, в котором не будет просходить ничего. Радует, что Дома-2 там тоже не будет.
Удручающий сценарий, правда? Однако такое вряд ли произойдет. Второй закон термодинамики работает только в замкнутых системах. Применим ли он к бесконечной Вселенной, мы не знаем. К тому же в этом сценарии не учитывается гравитация! Если она есть, то максимуму энтропии не соответствует равномерная плотность, все-таки какие-то структуры останутся! Так что, можно выдохнуть и не бояться тепловой смерти. Но, есть вещи и пострашнее!
Расширение Вселенной
В 20 веке появились новые теории, еще более невероятные! Благодаря двум открытиям: разбегания галактик и реликтового излучения, удалось понять, что Вселенная непрерывно расширяется! Мы поняли, что более 13 миллиардов лет назад произошел Большой взрыв, наблюдаемая Вселенная начала увеличиваться и к нашим дням уже раздулась до невероятных размеров!
Но мы пока плохо понимаем, что будет дальше, это вам не пасьянс разложить! С одной стороны, да, галактики разбегаются, и это будет продолжаться еще довольно долго. Но с другой, все объекты гравитационно притягиваются друг к другу. При убегании, галактики вынуждены противодействовать взаимному притяжению. Это немного тормозит разбегание, и по сути, замедляет расширение Вселенной.
Что произойдет в итоге, зависит от средней плотности Вселенной. Ведь от нее зависит масса и соответственно гравитационные силы. Мы пока точно не смогли рассчитать эту величину, поэтому возможны два варианта. Первый называют «Большим хлопком».
Большой хлопок
Хлопок не подразумевает никакого звука, это просто красивое название, но за ним таятся страшные вещи! Предполагается, что средняя плотность будет настолько большой, что гравитация полностью затормозит галактики, после чего начнется их неизбежное сближение и сжатие Вселенной!
Только представьте, вещество начнет уплотняться, повсюду будут возникать черные дыры! Потом они начнут сливаться в одну большую черную дыру, которая поглотит весь мир! Так что если кто-то хочет побывать в черной дыре, wellcome! Просто подождите несколько миллиардов лет и возможно все произойдет само!
Большое замерзание
Но может быть совсем по-другому. Если средняя плотность Вселенной окажется равна, или меньше некой критической плотности, гравитация никогда не сможет остановить довольно быстрое разбегание галактик. Вселенная будет расширяться вечно и это приведет к «Большому замерзанию»!
Наш мир будет становиться все больше и больше, в нем будет потихоньку затухать. Через 100 триллионов лет закончится звездообразование, последние звезды израсходуют запасы своего термоядерного горючего, погаснут, и Вселенная погрузится во тьму, медленно остывая.
Через 100 квинтиллионов лет орбиты всех объектов изменятся очень сильно, вследствие гравитационных возмущений. Все больше и больше потухших звезд и планет будет просто вылетать из галактик, пока они практически полностью не рассеются.
10 в 100 степени лет Вселенная будет наполнена такими скитающимися телами, пока они все не повстречают на своем пути черные дыры. Которые в дальнейшем будут испаряться излучением Хокинга пока сами полностью не исчезнут.
Весь мир будет заполнен электромагнитными волнами, нейтрино, которые просто уныло будут летать по всей Вселенной. И это даже страшней чем тепловая смерть. Там хоть можно было фильмов накачать и до старости смотреть. Здесь же это невозможно, ведь даже вещества не останется!
Темная энергия
Но это еще не самое страшное. Чуть менее 20 лет назад ученые обнаружили так называемую темную энергию. Мы пока мало что знаем об этой штуке. Но уверены, что она равномерно заполняет всю Вселенную и обладает эффектом антигравитации!
Именно поэтому расширение происходит с ускорением! Темная энергия словно расталкивает галактики, заставляя их двигаться все быстрее. Это словно образный ветер, который дует во все стороны, и расталкивает, разгоняет галактики. Если все будет продолжаться так же, Вселенную ждет гибель по сценарию Большого замерзания.
Но по-настоящему страшные вещи произойдут, если темная энергия по каким-то причинам усилит свое антигравитационное воздействие! Тогда Вселенную ждет неминуемая гибель совсем иного рода под названием «Большой разрыв»!
Большой разрыв
Казалось бы, ха, ну и что? Ну убегут от нас все галактики еще быстрее, и? Фишка в том, что чем дальше находятся галактики, тем быстрее они друг от друга удаляются. На каком-то расстоянии эта скорость может быть даже больше световой. Это не противоречит теории относительности, я об этом уже упоминал в предыдущих видео, советую глянуть)
То есть, вокруг нас есть сфера, на которой все удаляется со световой скоростью, ее называют сферой Хаббла.
Если расширение Вселенной ускоряется, скорость разбегания увеличивается. Галактики на сфере начинают двигаться даже быстрее скорости света, а световая скорость будет у объектов, которые чуть ближе к нам! То есть сфера Хаббла может уменьшаться!
И теперь самое интересное! Если темная энергия усилит антигравитационное воздействие всего в полтора раза, рано ли поздно эта сфера станет размером с Солнечную систему! Все, что находится за ней, будет просто разлетаться в разные стороны со сверхсветовой скоростью! И ни одна сила не сможет этому противостоять! Согласно расчетам, это произойдет уже через 22 млрд лет.
Источник
Смерть нашей Вселенной
Три теории, описывающие конец Вселенной.
Научные учебники сегодня говорят нам, что Вселенная расширяется, но замедляется. Они также говорят нам, что наша Вселенная в основном состоит из атомов. И то и другое — ошибочно. Вселенная на самом деле состоит на 68% из темной энергии и на 27% из темной материи. Ни то, ни другое мы не понимаем. Все мы и вся нормальная материя, которую мы видим вокруг нас, — также известная как барионная материя, — составляет менее 5% нашей Вселенной.
Именно эта огромная часть темной энергии, по мнению ученых, станет смертью нашей Вселенной в том, что известно как «Тепловая смерть» или «Большое замерзание». Но прежде чем мы перейдем к этой теории, есть две другие теории о том, как наша Вселенная придет к своему концу.
Большое сжатие и Большой отскок
В то время как Теория Тепловой смерти полагается на наши текущие оценки темной энергии и на предпосылку, что она будет продолжать расти, Теория Большого сжатия ( Big Crunch) предполагает, что гравитация может когда-нибудь стать доминирующей силой, если наши оценки ошибочны. Уменьшение темной энергии во Вселенной приведет к замедлению темпов ее расширения и, в конечном итоге, остановке. Большие космические тела, такие как галактики, сольются вместе, создавая все меньшую и все более горячую Вселенную.
Насколько горячую? За 100 000 лет до Большого сжатия фоновое излучение пространства было бы горячее, чем поверхность звезд, по сути, превращая саму Вселенную в один гигантский огненный шар, поскольку она продолжала бы уменьшаться в размерах. За несколько минут до того, как наступит конец, ядра атомов будут разорваны в клочья. Массивные черные дыры поглотили бы всё, в конечном итоге сливаясь в одну сверхмассивную черную дыру, которая содержала бы всю массу Вселенной. Она поглотила бы даже себя, рухнув в сингулярность.
Аспект Большого отскока ( Big Bounce) в этой теории — это похоже на то, что наша Вселенная проходит через циклы расширения и сжатия, и она в конечном итоге отскочит назад, чтобы произошёл еще один Большой взрыв ( Big Bang ) и ещё одна быстро расширяющаяся Вселенная, подобная нашей. Из всех возможных судеб нашей Вселенной возможность «Большого отскока» является одним из наиболее оптимистичных сценариев.
Большой разрыв
Противоположной предыдущим теориям является Теория Большого разрыва ( Big Rip). Большое сжатие собиралось объединить всю материю и вызвать возможный коллапс. По Теории Большого разрыва материя продолжала бы расширяться и ускоряться так быстро, что гравитация больше не могла бы ее компенсировать.
Сначала начали бы разрываться только большие структуры, такие как галактики, потому, что силы, которые удерживают эти объекты вместе, более восприимчивы к темной энергии. В конце концов черные дыры, планеты и звезды будут разделяться, так как пространство начнет расширяться быстрее, чем скорость света.
Хотя считается, что темная энергия, какой мы её знаем, недостаточно сильна, чтобы преодолеть ядерные силы, которые удерживают атомы вместе, исследования указывают на одну пугающую возможность. Темная энергия будет увеличиваться и становиться сильнее, пока не сможет преодолеть все силы Вселенной, включая электромагнетизм (свет) и силы ядерного взаимодействия. Всё будет измельчено на отдельные компоненты до тех пор, пока Вселенная не превратится в одиночные атомы, путешествующие в огромном, темном и пустом пространстве, неспособные взаимодействовать друг с другом. Тогда эти атомы тоже исчезнут.
Вид космического пространства с Земли при таком расширении выглядел бы очень пустынным. Все близлежащие галактики были бы слишком далекими для нас, и ночное небо было бы абсолютно черным, за исключением нескольких близлежащих звезд.
Тепловая смерть
Третий и наиболее вероятный сценарий конца нашей Вселенной происходит в виде тепловой смерти, снова приписываемой таинственной темной энергии.
Темная энергия — космологическая константа нашей Вселенной. Она расширяется по мере увеличения объема пространства, чтобы поддерживать постоянную плотность энергии, и по мере расширения она управляет большей частью нашей Вселенной и ускоряет эту скорость расширения. То есть, чем больше темной энергии, тем холоднее становится и быстрее растет наша Вселенная. В настоящее время скорость расширения известна как постоянная Хаббла — 70 км в секунду на один мегапарсек (парсек = 3,3 световых лет).
Во время Тепловой смерти Вселенная продолжала бы расширяться навсегда, поскольку материя была бы преобразована в излучение, что привело бы к остановке всей деятельности во Вселенной после истечения огромного количества времени. Это объясняется вторым законом термодинамики: энтропией. Энтропия — это тенденция к неупорядоченности Вселенной. Это естественная склонность всего к хаосу. Статистически, Вселенной легче стремиться к неорганизованному состоянию, поскольку существует лишь несколько ограниченных возможностей для организации. Вот почему, например, холодный стакан воды будет постепенно нагреваться до комнатной температуры, более равномерно рассеивая тепло, а не удерживая его в организованном, более прохладном состоянии внутри стакана.
Этот закон приведет к тому, что материя в постоянно растущей Вселенной будет равномерно распределяться по огромному пространству, пока все газовые облака, необходимые для образования звезд, просто не смогут больше существовать. Вселенная выглядела бы очень темной. Солнце и все другие звезды умрут, оставив только черные дыры, которые сами растворятся из-за излучения Хокинга (субатомные частицы, испускаемые черными дырами, которые в в результате этого истощают свою энергию и распадаются). После того, как черные дыры умрут будет только разбавленная смесь фотонов и легких частиц, хотя они также будут распадаться со временем.
Все в этот момент прекратилось и умерло, оставив очень тихую и очень пустую вселенную.
Однако есть надежда. Квантовое туннелирование (когда частица движется через барьер, который она обычно не может преодолеть) может привести к снижению энтропии через много-много лет, что приведет к новому Большому взрыву.
Наши прогнозы конца Вселенной были бы наиболее точными, если бы мы могли точно выяснить, что такое темная энергия. На данный момент лучшее, что мы можем сделать, это догадываться, пока у нас не будет лучшего понимания. У нас есть около 10⁴⁰ лет, прежде чем вся барионная материя во Вселенной исчезнет в жаркой смерти. Это дает нам достаточное количество времени для изучения, понимания и, возможно, нахождения способа выжить.
Источник