Вселенная — глобальный объект, который включает в себя время, космос и всё его содержимое: галактики, звёзды, планеты, их луны, все прочие тела, всю материю, всю энергию. Этот огромный и замечательный объект когда-то зародился. Как у всего хорошего, у Вселенной тоже есть свой конец. С прошлым и зарождением Вселенной учёные вроде как определились. А вот предсказания о конце Вселенной остаются набором теорий, которые выдают разный результат в зависимости от принимаемых значений нескольких постоянных.Рождение и жизнь
Доминирующей теорией зарождения Вселенной в современной науке является Большой взрыв. Если экстраполировать видимое расширение Вселенной, 13,799 ± 0,021 миллиарда лет назад всё вещество находилось в одной точке нулевого размера с бесконечной плотностью и температурой. Затем началось расширение. Мало какие из последующих процессов находятся в пределах полного понимания современной физики.
За пикосекунды из кварк-глюонной плазмы зародились элементарные частицы. В дальнейшем из них образовались протоны и нейтроны, те в свою очередь дали ядра лёгких изотопов. Пока лишь ядра — до атомов веществу далеко.
Спустя 70 тысяч лет от начальной точки вещество начинает доминировать над излучением. Примерно с 380 тысяч лет после Большого взрыва электроны и ядра впервые образуют нейтральные атомы. Звёзд ещё не существует. Самые первые образуются с 550 миллионов лет после Большого взрыва. Звёзды собираются в галактики. Последних гравитационное взаимодействие формирует в скопления.
Согласно небулярной гипотезе, через ?9 миллиардов лет после Большого взрыва (или ?4,6 миллиардов лет назад) из одного газопылевого облака начало формироваться то, что позже станет Солнечной системой. Фрагмент облака сжался в шар по центру, окружающие его части тоже сжимались и вращались быстрее, формируя характерный диск. Из шара зажглась наша звезда, в холодных краях в сгущениях материи образовывались планеты.
В этом кратком описании нас интересует возможность предсказать, сколько Солнце ещё может просуществовать. Через 13,799 миллиардов лет после того, как всё началось, у нас есть голубая от океанов Земля, жизнь и бесплатная порнография по сетям передачи данных. Удобный нам порядок жизни будет существовать долго, но лишь по человеческим меркам.
Через 2,4 миллиарда лет от настоящего момента Млечный путь и Галактика Андромеды столкнутся. С Земли это наблюдать будет некому. Жизнь на нашей планете вымрет через примерно миллиард лет — Солнце будет давать слишком много тепла, и океаны просто испарятся. Сама звезда просуществует долго.
Жизненный цикл Солнца.
Через миллиарды лет Солнце уже будет красным гигантом, давно израсходовавшим свои запасы водородного топлива. Оно расширится в примерно 250 раз. Некоторые исследования показывают, что до схлапывания в белый карлик Солнце всё же захватит Землю, поскольку орбита планеты опустится ниже. Впрочем, это неважно — через 7,6 миллиардов лет, когда это произойдёт, на нашей планете уже не будет ничего живого. Солнце будет светить ещё миллиарды лет, но куда тусклее. В конце концов оно превратится в чёрного карлика. Ещё через миллиарды лет гравитация других звёзд отберёт оставшиеся планеты. Солнечная система прекратит существование.
В ближайшие сотни миллионов лет о гибели Земли беспокоиться не нужно — в этот период Солнечная система устойчива. Выгорание топлива ближайшей звезды через миллиарды лет невозможно назвать даже проблемами. У современного человечества есть настоящие задачи, которые грозят значительным ухудшением качества жизни. Их много: от перестающих работать антибиотиков из-за появления супербактерий до глобального изменения климата из-за выброса парниковых газов. Наконец, есть банальная опасность развязать термоядерную войну или уничтожить самих себя каким-либо ещё образом.
Возможно, наши потомки сдвинут орбиту Земли или вовсе переселятся с неё. Возможно, Земля переживёт этот процесс без лишней помощи. Но какие проблемы будут стоять перед постчеловечеством, которое покинет «колыбель цивилизации»? Что ожидает другие, внеземные формы жизни? Вопрос конечной судьбы Вселенной стоит на границе современной космологической науки.
Cжатие
Вселенная расширяется, галактики разбегаются друг от друга. Быть может, скорость расширения замедлится, дойдёт до нуля, а затем пойдёт в обратном направлении. Вселенная может начать сжиматься, постепенно схлопываясь в черные дыры. И эти чёрные дыры сольются в одну. Эта гипотеза носит название «Большое сжатие».
В законе Хаббла состояние расширения Вселенной определяется её плотностью. Если плотность ниже критической, то Вселенная продолжит увеличиваться в размерах и остывать. Если плотность Вселенной выше, то гравитационная сила постепенно остановит разбегание и направит его вспять. Вселенная будет сжиматься.
Коллапс будет отличаться от изначального расширения. Огромные скопления галактик сблизятся, затем начнут сливаться целые галактики. В какой-то момент звёзды подойдут друг к другу настолько близко, что дойдёт до частых столкновений. Звёзды не смогут рассеивать вырабатываемое тепло и начнут взрываться, оставляя горячий неоднородный газ. Из-за растущей температуры его атомы распадутся на элементарные частицы, которые будут поглощены срастающимися чёрными дырами. Гипотеза не указывает, каков будет финал.
Существует ещё одна гипотеза-продолжение — Большой отскок. Простая формулировка гласит, что Вселенная испытывает циклы Больших взрывов и Больших сжатий. Возможно, и эта Вселенная возникла в результате распада предыдущей. Это означает, что мы живём в одну из точек бесконечного цикла сжатий и взрывов. Впрочем, их нумерация не имеет смысла из-за прохождения точки сингулярности. Некоторые теории утверждают, что результатом Большого сжатия станет то же состояние, с которого всё началось. Произойдёт ещё один Большой Взрыв. Цикл будет бесконечно продолжаться.
Но последние экспериментальные наблюдения дальних сверхновых как объектов стандартной светимости и составление карты реликтового излучения показывают, что расширение не замедляется, а лишь ускоряется.
Расширение
Большой разрыв предполагает, что когда-то в будущем вся материя Вселенной, звезды и галактики, субатомные частицы, само пространство и время будут разорваны скоростью расширения. Сценарий этой смерти гласит, что за 60 миллионов лет до финала распадётся Млечный путь, за три месяца расстроится работа Солнечной системы. За полчаса до Большого разрыва разрушится Земля (или похожая планета), за одну наносекунду начнут разрушаться атомы. Согласно гипотезе, всё это произойдёт лишь через 22 миллиарда лет, уже после угасания Солнца в белый карлик.
Однако наиболее популярной теорией остаётся постоянное расширение и следующая из этого Тепловая смерть.
За миллиарды лет звёзды выгорят. Из их останков родятся белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Через 150 миллиардов лет от текущего момента при том же ускорении разбегания галактик все галактики за пределами Местной группы выйдут за космологический горизонт. События в Местной группе никак не смогут влиять на события в удалённых галактиках, и наоборот. При наблюдении удалённой галактики время будет замедляться, а затем просто остановится. Другими словами, через 150 миллиардов лет наблюдатель в Местной группе никогда не увидит событий в удалённых галактиках. Более не будут возможны ни полёты к ним, ни какие-либо формы связи.
Через 800 миллиардов лет светимость Местной группы заметно снизится. Стареющие звёзды будут выдавать всё меньше света, красные карлики будут вымирать в белые. Через 2 триллиона лет от текущего момента из-за красного смещения удалённые галактики будет невозможно как-либо обнаружить: даже длина волн их гамма-лучей будет выше, чем размер наблюдаемой вселенной.
Через 100 триллионов лет закончится формирование звёзд, в космосе будут тускло светить их остатки. После того, как потухнет последняя звезда, космос изредка будут озарять вспышки слияний двух белых карликов. Через 1015 лет планеты либо упадут на остатки своих бывших звёзд, либо уйдут к другим телам. Похожим образом через 1019—1020 лет объекты покинут галактики. Небольшая часть объектов упадёт в сверхмассивную чёрную дыру.
Дальнейшее развитие зависит от того, стабилен протон или нет. Некоторые эксперименты утверждают, что минимальный период полураспада протона составляет 1034 лет. Если это действительно так, через 1040 лет во Вселенной останутся почти лишь только лептоны и фотоны. Исчезнут остатки звёзд, останутся лишь чёрные дыры. Возможно, процесс гибели нуклонов займёт больше времени.
Через 10100 лет от текущего момента чёрные дыры испарятся излучением Хокинга. Наконец, Вселенная будет почти полностью пуста. В ней будут летать фотоны, нейтрино, электроны и позитроны, изредка сталкиваясь.
Если протоны стабильны, то через 101500 холодным слиянием и квантовым туннелированием лёгкие ядра превратятся в атомы железа 56Fe. Элементы тяжелее этого изотопа распадутся с излучением альфа-частиц. Через 101026 лет квантовое туннелирование превратит большие объекты в чёрные дыры. Возможно, железные звёзды превратятся в нейтронные через 101076 лет от настоящего момента.
Есть вероятность, через 10101056 лет квантовые флуктуации зародят новый Большой взрыв. Хотя в этом вакууме может зародиться даже разумное существо: приблизительная оценка времени зарождения Больцмановского мозга — раз в 101050 лет.
Есть и другие, более экзотические гипотезы. К примеру, в 2010 году учёные предсказали, что через пять миллиардов лет время закончится. Это событие трудно будет увидеть или как-то предсказать, его обещают внезапным. Пространство может кончиться из-за схлапывания ложного вакуума в истинный, в более энергетически низкое состояние, что, возможно, повлечёт полное разрушение объектов Вселенной.
Все эти гипотезы разработаны для текущих реалий простого уравнения состояния для тёмной энергии. Как и следует из имени, о тёмной энергии известно мало. Если верна инфляционная модель Вселенной, то в первые моменты после Большого взрыва существовали другие формы тёмной энергии. Возможно, уравнение состояния поменяется. Изменятся выводы, которые можно сделать из него. Трудно предсказать, что мы узнаем о тёмной энергии, если она получила развитие лишь в конце прошлого века.
Но во всех случаях гибель Вселенной — очень далёкое по меркам человечества явление. Если рассматривать её с масштаба продолжительности жизни одного человека, это слишком глобальное событие, чтобы о нём беспокоиться.
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Комментарии (29)
andrey_aksamentov
04.10.2016 11:51Почему один большой взрыв?, почему не много маленьких для каждой галактики?
И вообще не факт, что космос делится на галактики, может он состоит из бесконечного множества солнечных систем…
Ugrum
04.10.2016 13:38+1Как изящно в голосовалке замаскирован ответ «Пыщь! Я Бэтмен».
S_h_e_l_d_o_n
04.10.2016 13:58+1а я читаю статью во время обеда) я выполнил свое предназначение, связанное с информацией о гибели вселенной)
ARad
04.10.2016 14:10Согласно инфляционной теории нет конца эволюции инфляционных доменов.
Из инфляционной теории следует, что если Вселенная содержит, по крайней мере, один инфляционный домен достаточно большого размера, она начнёт непрерывно производить новые инфляционные домены. Инфляция в каждой точке может кончиться быстро, но много других мест будут продолжать расширяться. Полный объём всех этих доменов будет расти без конца. По существу, одна инфляционная Вселенная рождает другие инфляционные пузыри, которые в свою очередь рождают другие.
Этот процесс непрерываемой инфляцией, идёт как цепная реакция, производя фракталоподобную картину Вселенной. В этом сценарии Вселенная, как целое, бессмертна. Каждая часть Вселенной может произойти из сингулярности где-то в прошлом и может закончиться сингулярностью где-то в будущем. Однако, нет конца эволюции всей Вселенной.
Реалистические модели элементарных частиц предсказывают много сортов скалярных полей. Например, в объединённых теориях слабого, сильного и электромагнитного взаимодействий существует, по крайней мере, два других скалярных поля. Потенциальная энергия этих скалярных полей может иметь несколько различных минимумов. Это обстоятельство означает, что подобная теория может иметь дело с различными вакуумными состояниями, отвечающими различным типам нарушения симметрий между фундаментальными взаимодействиями и, как результат, с различными законами низкоэнергичной физики. (Взаимодействия частиц при экстремально больших энергиях не зависят от нарушений симметрий).
Такие сложности в скалярном поле означают, что после инфляции Вселенная может оказаться разделённой на экспоненциально большие домены, которые отличаются законами низкоэнергичной физики. Заметим, что это деление возникает, даже если полная Вселенная первоначально родилась в одном состоянии, соответствующем одному частному минимуму потенциальной энергии. В некоторых инфляционных моделях квантовые флуктуации так велики, что даже число размерностей пространства и времени может меняться.
simki28781
04.10.2016 16:40-1>>> Их много: от перестающих работать антибиотиков из-за появления супербактерий до глобального изменения климата из-за выброса парниковых газов. Наконец, есть банальная опасность развязать термоядерную войну или уничтожить самих себя каким-либо ещё образом.
Вот это как раз мелочи. Главная проблема перенаселение Земли, люди безумно плодятся как саранча, не смотря на то что голодает или без воды сидят 1.7 миллиарда человек. Пик добычи ресурсов на душу населения пройден еще в 70е годы, и сейчас приближаемся к развязке по всем видам ресурсов, неожиданно проблемы проявились с редкоземельными металлами (на радость Китая, контролирующего 90% этих металлов), далее будут еще «сюрпризы». Многие доживут до развязки сюжета. Будет цепочка положительных обратных связей и полная ликвидация человечества как вида. Пример, пропадает редкоземелный металл, о котором то и мало кто слышал. Следом пропадают легированные стали. Пропадают специфические механизмы и машины, пропадает ряд отраслей машиностроения, соответственно ветряки, солнечные панели, альтернативная энергетика (которая и должна была обеспечивать энергобезопасность), далее дорожают все виды ресурсов, что помогали осваивать специфические механизмы, цикл начинается заново, пропадает что-то еще или дорожает в тысячи раз, сворачиваются области промышленности и в итоге пропадает вообще всё. Урожайность полей падает раз в 20, фермеры еле себя кормят (свои семьи и скотину), города вымирают от голода, счастливцы отбивают по кусочку земли, возрвращаясь к натуральному хозяйству. Только без железа и меди, с палками копалками, так как легкодоступного железа уже нет. Выживать начинают не самые умные, а самые сильные, люди превращаются в неандертальцев (эволюция своеобразная) в количестве 0.01 миллиарда и постепенно исчезают после очередного ледникового периода, их будет много разной интенсивности.
Если бы спросили какой выход, предложил бы именно термоядерную (далее биологическую и химическую) войну, с уничтожением большей части населения (не выбирая кого, самых уязвимых, компактные группы, так как оружия очень мало в масштабах планеты), логичнее уничтожать крупные города. Останется 0.25 миллиарда, которые образуют единое планетарное государство, не тратят триллионы на военные расходы, а занимаются наукой и космосом, при самом высоком уровне жизни, при отсутствии безработицы. Людей будет меньше, а науки больше, такой вот парадокс. Сейчас же в миг пикового перенаселения, на примере США, государство логично тратит на военных 1000 миллиардов, на NASA всего 10 миллиардов. Люди мешают развитию цивилизации, сами себе балласт.
Как вариант, возможно заработает сильный ИИ, и реализует данный сценарий, но пока люди не справляются со своей ролью бутлоадера, к сожалению, цивилизация под угрозой под управлением слабой и непредсказуемой органической жизни.simki28781
05.10.2016 01:00Коротко ссылки:
Четыре всадника: истощение мировых ресурсов
http://blogs.stuzog.com/ru/?p=470#.V_QVN8lsGpo
Будущее на свалке
https://www.gazeta.ru/science/2012/06/20_a_4633317.shtml
Контр доводы же сводятся обычно к «ошибке выжившего».
ArkturTierry
05.10.2016 10:09+1То что вы предлагаете -экстремизЪм. Будьте аккуратны в своих высказываниях, Большой Брат бдит.
А вообще тем кто призывает к геноциду даже из благородных побуждений предлагаю подать пример и начать с себя.simki28781
05.10.2016 12:19-1Экстремизм это другое, попроще, стадный инстинкт агрессивный:
… национальную, этническую, расовую, религиозную или иную исторически сложившуюся культурно-этническую группу
Начать с себя глупый совет, так как 1 против 7 миллиардов исчезающе малая величина, остальные не последуют из-за глупого инстинкта страха смерти, и разрушат таким образом цивилизацию, возможно единственную во вселенной. В любом случае умрут от голода лет через 10-50, ни какой разницы по сути. Я предлагаю сохранить цивилизацию, вы предлагаете пустить всё на самотек, в любом случае будет минус 7 миллиардов, только во втором случае еще и минус цивилизация и возврат в каменный век, ваше предложение более жестокое.ArkturTierry
05.10.2016 12:27+1То есть по Вашему, предложение убивать массово людей, в том случае если это предложение не содержит призыва как либо различать убиваемых -уже экстремизмом не является?
Совет начать с себя содержит следующие рациональные зерна: вас перестанет беспокоить судьба цивилизации, цивилизация не будет уничтожена вследствие действий, которые вы предлагаете. Ну и толстый такой намек, что ваше предложение «избавиться от балласта человечества» надо начинать с балласта человечества.
Мальтузианство вроде как давно устаревший мем, зачем его форсить?simki28781
07.10.2016 03:19>>> То есть по Вашему, предложение убивать массово людей, в том случае если это предложение не содержит призыва как либо различать убиваемых -уже экстремизмом не является?
Судя по статье в Википедии, сокращение населения не является экстремизмом, так как нет выделения социальных групп.
>>> цивилизация не будет уничтожена вследствие действий, которые вы предлагаете
Как-бы бездействие гарантированно её уничтожит. Ничего не делать, конечно проще. Можно запасаться попкорном и наблюдать, будет интересно.
>>> ваше предложение «избавиться от балласта человечества» надо начинать с балласта человечества.
Вот у вас экстремизм, вы часть людей записали в балласт и предлагаете уничтожить. Я вас уничтожать не предлагал и в балласт не записывал.
>>> Мальтузианство вроде как давно устаревший мем, зачем его форсить?
Почитал статью в Википедии про мальтузианство, не нравилось мальтузианство коммунистам по идеологическим причинам:
К. Маркс и советские учёные-марксисты считали мальтузианскую теорию перенаселения человеконенавистнической.
Критики по существу нет. Есть ошибка выжившего, теория Мальтуса не сработала в 19-20 веке и придумали отмазку о погрешностях в теории.
Вот есть еще такая статья в Википедии «Мальтузианская ловушка», коротко и лаконично:
Выход из мальтузианской ловушки возможен, если темпы роста производства продуктов питания либо темпы роста ВВП постоянно выше темпов роста населения.
Так же есть статья «перенаселение», вполне логично всё описано:
По расчётам группы Медоуза, при сохранении текущих темпов роста человечества, потребления им природных ресурсов и загрязнения окружающей среды, наиболее вероятным исходом (если не предпринимать никаких мер), будет коллапс человечества с резким падением его численности от пика в 10-12 млрд. человек — до уровня 1-3 млрд.
Я же думаю будет еще круче, при исчерпании запасов невосполнимых ресурсов, будет падение ВВП и цепочка положительных обратных связей, что камня на камне от цивилизации и человечества не оставят. Выхода нет, к сожалению, из-за отсутствия единого планетарного правительства.
VenomBlood
08.10.2016 06:52По расчётам группы Медоуза, при сохранении текущих темпов роста человечества, потребления им природных ресурсов и загрязнения окружающей среды
Соглашусь.
Недавно ездил в Лондон и знаете — так тяжело пробираться через горы конского навоза.simki28781
08.10.2016 23:47Конский навоз того времени, по сути аналог наших 30 млн. тонн СО2 в атмосфере (органика там где она не нужна), ничего хорошего это не даст.
VenomBlood
09.10.2016 02:16Ну это несравнимые вещи, повышение уровня CO2 вы в реальной жизни никак не ощущаете.
PS. CO2 не считается органикой.
VenomBlood
ARad
Что значит расширяться само в себя — просто экспоненциально расширяться. Экспоненциальное расширение обеспечило равномерное распределение энергии. Маленькая точка платоновского размера расширилась до размеров нашей вселенной. Учтите что наша полная вселенная во много раз больше наблюдаемой вселенной. После небольшого мгновения экспоненциальное расширение остановилось. Есть гипотезы что другие части истинного вакуума продолжают экспоненциально расширяться порождая соседний вселенные которые мы потенциально можем заметить. В теории такие соседний вселенные должны порождать гравитационные волны в нашей.
ARad
Последние версии инфляционной теории утверждают, Вселенная – это огромный, растущий фрактал. Он состоит из множества инфляционных шаров, производящих новые шары, которые в свою очередь производят другие шары и так далее. Космологи не произвольно придумали это довольно специфическое видение Вселенной. Несколько учёных, вначале в России, а позже в США, предложили инфляционные гипотезы, которые стали фундаментом новой теории.
Welran
Как из конечного размера можно расшириться в бесконечный?
ARad
Нет слова бесконечный!
Если наша Вселенная в начале инфляции имела размер 10e-35 м (планковский размер), после 10e-35 сек инфляции её размер становится немыслимо огромным. Согласно некоторым инфляционным моделям этот размер становится 10^10^12 cм, т.е. единица с триллионом нулей. Это число зависит от модели инфляции, но в большинстве из них этот размер на много порядков больше размера наблюдаемой Вселенной (10e25 м).
Welran
Конечно есть слово бесконечный, можете открыть любой словарь и убедится в этом :). И даже вероятно что вселенная бесконечна. Почему вы считаете что вселенная не может быть бесконечной? Что по вашему находится за пределами её немыслимо огромного размера? И пока не известна её кривизна нельзя утверждать что вселенная имеет конечный размер. И как вселенная вначале могла иметь размер если не было самого пространства?
VenomBlood
Вот серьезно. «точка» подразумевает что есть что-то вне, «точка» подразумевает что есть центр — но у вселенной никакого центра нету. Кроме того — вы тут говорите что вселенная конечна, вы подразумеваете что ее топология — сфера? Или у вас какие-то экзотические идеи на этот счет?
Warrangie
Точка подразумевает пространство, в котором эта точка находится. {offtop} Поэтому эта самая «нулевая точка» мне и не нравится.
VenomBlood
Я об этом и говорю. А еще «точка» подразумевает наличие центра, которого так же не наблюдается.
varvsn
Вы имели в виду «планковского» размера?
Seregaalex
Прям первый раз захотелось прокомментировать. Даже специально зарегистрировался. Очень интересная тема. Тут в одном из обсуждений проводилась аналогия расширения вселенной с растягиванием резинки, и получается что свет от некоторых точек может дойти друг от друга имея постоянную скорость, а от других нет, так как расширение между этими точками быстрее скорости света.
Есть такая мысль. А что если расширение вселенной было похоже на резинку только в момент до большого взрыва. Пока это была кварк-глюонная плазма она растягивалась, и как только плотность стала критически малой произошел взрыв — разрыв резинки. Появились частицы и пространство между ними всеми одновременно. Какие то частицы оказались ближе друг к другу, какие-то дальше и так как пространство образовалось из ниоткуда, отсюда и появилась изначальная разница между расстоянием и временем прохождения света. Этим же можно объяснить, гравитацию, так как отдельные части резинки стремятся схлопнуться обратно, а между собой они разделены навсегда и со временем отдаляются.