Куда катится наша Вселенная

Как выяснила наука, ничто в мире не вечно. Нашу Вселенную ждет длительный процесс расширения, а потом, рано или поздно, распад… Еще до того как она провалится в тартарары, многие привычные для нас сегодня вещи перестанут существовать в результате нарастающей энтропии. Интересно, как же будет выглядеть Вселенная через сотни миллиардов лет?

Звезды исчезнут

По крайней мере, большинство их не будет видно с Земли, если последняя к тому времени останется на месте. Поскольку ткань пространства-времени расширяется быстрее скорости света, то через 150 миллиардов лет большинство видимых для нас объектов окажется за пределами так называемого "космологического горизонта". В конце концов в пределах нашей видимости останутся лишь объекты Солнечной системы. И мы ничего не будем знать о других звездах, планетах и галактиках.

Солнце превратится в черного карлика

Самый распространенный тип звезд во Вселенной на сегодняшний день — красные карлики. Это холодные светила, испускающие красное свечение. Довольно много во Вселенной и так называемых белых карликов — останков умерших звезд, состоящих из "отработанного" вещества, которое не распадается только благодаря квантовым эффектам. Хотя белые карлики живут очень и очень долго, рано или поздно и они трансформируются и станут черными карликами.

Это случится и с нашим Солнцем. Сначала оно сбросит все внешние слои и превратится в белого карлика. В таком состоянии оно будет оставаться в течение миллиардов лет. Однако постепенно оно все равно начнет остывать. Когда Солнце остынет до температуры, соответствующей микроволновому фоновому излучению, то есть до нескольких градусов выше абсолютного нуля, его ждет превращение в черного карлика. Так как "представители" этого звездного типа очень холодны, их излучение практически не видно в оптическом диапазоне. Обнаружить его можно лишь благодаря гравитационным эффектам. Правда справедливости ради надо сказать, что такая судьба постигнет и многие другие светила, которые мы сегодня наблюдаем на небосклоне.

Появятся новые типы звезд

К концу Вселенной звездная эволюция завершится и новые светила рождаться не будут. Вселенная будет наполнена звездными останками, что приведет к появлению нового типа звезд, который ныне неизвестен. Например, морозные или холодные звезды. Когда звезда выжигает свое ядерное топливо, возрастает ее металличность. Так как металлы в процессе синтеза излучают меньше энергии, чем более легкие элементы, в конце концов звезды остынут до точки замерзания воды.

Квантовые эффекты позволят легким элементам синтезироваться в нестабильную форму железа, которая, в свою очередь, будет распадаться на более стабильные изотопы, излучая при этом слабое количество энергии. Таким образом появится еще один тип — железные звезды. Впрочем не все астрономы верят в такую перспективу. По мнению некоторых экспертов, это может произойти только при условии распада протона.

Вселенная будет состоять из черных дыр

Если протон все-таки распадется на нуклоны, которые, в свою очередь, тоже окажутся подвержены распаду, то сами атомы перестанут существовать и начнется эпоха черных дыр. Подпитывать их будут лептонные субатомные частицы — электроны и позитроны. Черные дыры станут поглощать остатки вещества Вселенной и при этом сами излучать фотоны и гравитоны. Однако, по словам знаменитого британского астрофизика Стивена Хокинга, придет день, и черные дыры тоже умрут, ведь они тоже способны терять свою массу и энергию… В конце концов эти объекты превратятся в разрозненные частицы, слабо связанные между собой.

"Макрофизика" перестанет существовать

После того как Вселенная станет практически однородной, прежние физические принципы перестанут в ней действовать. Останется только квантовая механика. Но в результате квантовых процессов вся энергия будет переработана, а температура Вселенной упадет до абсолютного нуля. Пространство и время исчезнут. По сути дела, Вселенной в том виде, какой мы ее знаем, придет конец.

Впрочем спасти ее может эффект квантового туннелирования — это когда субатомные частицы входят в энергетическое состояние, невозможное с точки зрения классической механики. Физики Шон Кэрролл и Дженнифер Чен считают, что это может уменьшить энтропию, что приведет к новому Большому взрыву.

Обнадеживают нас и математики. Еще в 1890 году Анри Пуанкаре опубликовал рекуррентную теорему, из которой следует, что любая система спустя энный период времени всегда возвращается в состояние, близкое к изначальному. Так, с точки зрения термодинамики случайно возникшие в условиях высокой энтропии тепловые флуктуации могут вернуть Вселенную в исходную точку.

Через какое-то время во Вселенной заново начнутся процессы формирования. Но понятно, что это будет уже другая Вселенная, и разумные цивилизации, которые в ней появятся, не сохранят никакой памяти о своих предшественниках…