Три варианта смерти Вселенной

С другого угла.51 279 подписчиков. Вселенная образовалась 13.8 млрд лет назад и, как показывают расчеты, скорее всего когда-то умрет. Сегодняшние знания о космологии и фундаментальной физике позволили ученым выдвинуть три серьезных гипотезы окончания существования нашей Вселенной. Но почему она умрет, как и останется ли она мертва навсегда?

Темная энергия

Наша Вселенная расширяется, при том с ускорением. Причина этому — темная энергия. Этот гипотетический вид энергии равномерно пронизывает все пространство.

Раньше мы считали, что пространство Вселенной устроено по принципу мячика, подкинутого в воздух. По логике, мяч, утратив с высотой свою кинетическую энергию, должен в конечном итоге упасть. Однако на деле ученые наблюдают такую картину, словно мяч, подкинутый вверх, продолжает лететь без остановки, при том постоянно увеличивая свою скорость. И чтобы объяснить это ускорение, в математическую модель Вселенной была введена темная энергия.

Проблема заключается в том, что этот вид энергии был введен из-за наблюдаемого эффекта ускоренного расширения космического пространства. Нам до сих пор не известна истинная природа и свойства этого явления, но именно оно в конечном итоге и решит судьбу Вселенной.

Большой разрыв

С самого своего рождения Вселенная расширялась и продолжает расширяться. По непонятным причинам все космическое пространство одинаково растягивается во всех местах. Пространство между галактиками расширяется, поэтому они отдаляются друг от друга. Пространство внутри галактик также расширяется, однако на таких масштабах гравитация достаточно сильна, чтобы не дать галактике разлететься.

При сценарии Большого разрыва пространство будет расширяться все быстрее и быстрее, пока сил всех взаимодействий природы уже будет не достаточно, чтобы противостоять данному процессу. Сначала большие структуры, такие как галактики, будут разорваны. Потом будут разорваны звезды, планеты и черные дыры, поскольку гравитация, удерживающая эти тела вместе, будет недостаточно сильна по сравнению со значениями темной энергии.
Разрушение галактики согласно гипотезе Большого разрыва
Разрушение галактики согласно гипотезе Большого разрыва

Со временем темная энергия будет увеличиваться пока скорость расширения пространства не превзойдет скорость света на всех масштабах. В таких условиях все вещество распадется на отдельные элементарные частицы, которые больше никогда не смогут встретить друг друга. При таком сценарии Вселенная умрет превратившись в набор огромного числа одиноких элементарных частиц.

Тепловая смерть или Большое замерзание

Разница между Большим разрывом и Большим замерзанием заключается в том, что во втором варианте материя не распадается на элементарные частицы, а в течение времени преобразуется в излучение, в то время как Вселенная продолжает бесконечно расширяться.

Чтобы понять этот механизм, для начала нужно поговорить об энтропии. Каждая система стремится достичь состояния максимальной энтропии, как забытый горячий чай, который в конечном итоге приобретает температуру окружающей среды. Такой же принцип применим и к Вселенной, в которой по мере расширения сложные структуры распадаются на более простые и начинают равномерно распределяться по космосу.

Через множество поколений звезд все газопылевые облака, необходимые для создания звезд, закончатся, последние звезды погаснут и Вселенная станет темной. Позже, спустя триллионы лет, испарятся и последние черные дыры при помощи механизма под названием излучение Хокинга. В итоге Вселенную будут наполнять только нейтрино и фотоны, которые в конечном итоге аннигилируют.

Вся активность в космосе прекратится, энтропия достигнет максимального значения и таким образом Вселенная умрет. Однако существует вероятность того, что энтропия в такой ситуации может спонтанно уменьшиться из-за процесса под названием "квантовое туннелирование", что приведет к образованию нового Большого взрыва.

Большое сжатие и Большой отскок

Если значение темной энергии меньше, чем мы предполагаем или если это значение со временем начнет убывать, то в конечном итоге доминирующей силой во Вселенной станет гравитация. В таком сценарии через несколько триллионов лет темп расширения космического пространства начнет замедляться, пока не остановится вовсе. После этого начнется эпоха доминирования гравитации и Вселенная начнет сжиматься обратно.

Становясь все меньше и меньше фоновая температура космоса будет повышаться. За сто тысяч лет до Большого сжатия температура Вселенной будет выше, чем поверхность звезд. За несколько минут до Большого сжатия ядра атомов распадутся, а после будут поглощены сверхмассивными черными дырами. Эти черные дыры будут объединяться до тех пор, пока не останется одна огромная вездесущая черная дыра, которая и будет являться нашей Вселенной. Дальнейшее сжатие приведет к тому, что все пространство сожмется до сингулярности — изначального состояния Вселенной.

Теория Большого отскока говорит нам о том, что наша Вселенная родилась после Большого сжатия предыдущей и что этот процесс является цикличным.

Делитесь этой статьей в своих социальных сетях, а также не забывайте поставить палец вверх, подписаться на наш канал и оставить комментарий, если вам понравилась данная публикация!