Вселенная - это совокупность вещества, энергии и пространства. Представляя Вселенную как весь окружающий мир, мы сразу делаем её уникальной и единственной. И вместе с этим лишаем себя возможности описать её в терминах классической механики: из-за своей уникальности Вселенная ни с чем не может взаимодействовать, она — система систем, и поэтому в её отношении теряют свой смысл такие понятия, как масса, форма, размер.
Возможные сценарии развития Вселенной
Одним из важнейших свойств Вселенной, которое было открыто относительно недавно – это практически однородное и изотропное расширение, которое также оказалось ускоренным. В зависимости от продолжительности этого расширения история Вселенной может принять один из двух предполагаемых сценариев.
Космологические этапы эволюции вселенной
Эпоха звезд (10^6 – 10^14 лет Вселенной). Эпоха, в которую мы живем отличается активным формированием новых звезд.
Эпоха распада (10^15 – 10^39 лет). Эпоха в которой все звезды исчерпали все топливо.
Эпоха черных дыр (10^40 – 10^100 лет) Черные дыры наводнят вселенную, но скоро и от них ничего не останется. Из массивных объектов останутся лишь нейтронные звезды и черные дыры.
Эпоха вечной тьмы ( > 10^101 лет). Всевозможные источники энергии уже исчерпали себя и в космическом пространстве остались лишь их остаточные продукты: длинноволновые излучения фотоны, нейтрино, кварки, а также позитроны и электроны (вселенная достигнет практически максимального состояния энтропии и станет однородным полем энергии и нескольких субатомных частиц) .
После чего Вселенная прекратит свое существование.
Что же будет дальше?
Черные дыры
Самый многообещающий способ сбежать из нашей Вселенной с максимальной энтропией — использовать черные дыры, пока распад фотонов не сделает жизнь невозможной. Черные дыры остаются весьма загадочными объектами, но теоретики предлагают использовать их для выхода в новые вселенные. Космическим путешественникам будущего стоит только надеяться, что такой способ путешествия не окончится плачевно. Но если все получится новая вселенная станет новым домом для людей.
Случайное квантовое туннелирование может перезапустить вселенную
Что будет со Вселенной, которую мы оставили позади? Через некоторое время она наконец достигнет максимальной энтропии и станет совершенно непригодной для жизни. Но даже в этой мертвой вселенной у жизни будет шанс. Исследователи квантовой механики знают об эффекте квантового туннелирования. Это когда субатомная частица может войти в энергетическое состояние, невозможное классически.
В классической механике, например, мяч не может спонтанно взять и закатиться на холм. Это запрещенное энергетическое состояние. У элементарных частиц также есть запрещенные энергетические состояния с точки зрения классической механики, но квантовая механика переворачивает все с ног на голову. Некоторые частицы могут «туннелировать» в эти энергетические состояния. Такой процесс уже происходит в звездах. Через определенное время квантовое туннелирование может спонтанно уменьшить энтропию в мертвой вселенной, привести к новому Большому Взрыву и перезапуску вселенной.
Есть и другая теория, которая дает нам надежду на новую вселенную
В конце XIX века Анри Пуанкаре опубликовал свою рекуррентную теорему, согласно которой спустя невероятно долгое время все системы возвращаются в состояние близкое к исходному. Это применимо и к термодинамике, в которой случайные тепловые флуктуации во вселенной с высокой энтропией могут привести к ее возврату в изначальное состояние, после чего все начнется снова.
Если вам понравилась статья поддержите нас: поставьте лайк, подпишитесь или поделитесь статьей со своим друзьями, ваша помощь нам очень нужна!