Со временем мир рухнет. У физиков также есть довольно конкретные идеи о том, как это может быть.
Сначала хорошие новости: конец света не близок. По крайней мере, если человечество не будет уничтожено или разрушено стихийным бедствием. Плохая новость: ничто не бесконечно. Со временем жизнь на нашей планете исчезнет, даже если мы все сделаем правильно до этого. Однажды наше солнце умрет и, в конце концов, даже вся вселенная. Когда и как именно наступит конец всему, наука не может дать никакой информации. Но сегодняшние законы природы позволяют, по крайней мере, дать разумные предположения.
Земля на гриле
Тем не менее, leichtesten исследователи могут предсказать естественный конец нашей планеты: Солнце, которое дает жизнь светом и теплом сегодня, через чуть более шесть миллиардов лет истощится. Затем большая часть водорода превратится в гелий и наша центральная звезда объединит последний посредством ядерного синтеза в более тяжелые элементы, такие как углерод.
Солнце будет раздуваться в окончательной бурной реакции до, так называемого, красного гиганта и станет во много раз больше своего нынешнего размера. По последним подсчетам, оно, вероятно, проглотит землю. Но задолго до того, оно превратит голубое небо дня на нашей планете в огненный ад. Увеличивающаяся высокая температура заставит океаны испаряться, нагревать атмосферу до кипящего тепла и сделает жизнь невозможной.
Когда через миллионы лет солнце пройдет фазу красного гиганта и полностью израсходует топливо, оно превратится в звезду белого карлика. Меркурий, Венера и Земля исчезнут. Солнце поглотит планеты. До тех пор человечеству нужно найти новый дом, если он существует, иначе оно погибнет вместе со всеми другими жизнями.
Смерть звезд
Но даже если нашим дальним потомкам удастся колонизировать другие планетные системы: ни одна звезда не является бессмертной. Чтобы жизнь существовала, нужны энергетические различия. Таким образом, излучение звезд служит двигателем химических реакций на планетах и является основой большинства форм жизни. Без солнечного света большинство экзотических биотопов могут выжить, например, в гидротермальных скважинах глубокого моря, источником энергии которых является тепло во внутренней части планеты, которое также не длится бесконечно.
Даже после выжигания последних звезд человечество могло бы продолжать существовать: постепенно оно могло использовать изобилие водорода и гелия в газовых гигантах, таких как Юпитер или Сатурн, в качестве топлива для термоядерных электростанций, открывая свои собственные источники энергии на очень длительные периоды времени.
Но даже эти газовые массы не безконечны. Однажды все эти источники энергии будут исчерпаны. Тепловая энергия будет распределяться равномерно, и все перейдет в состояние однородности по законам термодинамики. Химические реакции замрут и, следовательно, вся жизнь.
Испаряющиеся черные дыры
Чрезвычайно сложная космическая цивилизация может избежать этой участи, по крайней мере временно. Теоретически, можно получать энергию, «наполняя» черные дыры материей, такой как геологически давно умершие планеты или мертвые звезды. Если такой объект падает в черную дыру, это излучение уходит в космос. Прогрессивные звездные люди могли бы использовать энергию, выпущенную таким образом.
Но даже черные дыры в конечном итоге прекратят своё существование. Как подсчитал покойный теоретик Стивен Хокинг , из-за квантовых эффектов они должны излучать низкий уровень радиации, называемый «излучением Хокинга ».
В результате вещества постепенно теряют свою массу: черная дыра с несколькими солнечными массами будет иметь время жизни 10 67 лет (одна с 67 нулями), сверхмассивная черная дыра в центре галактики станет намного старше. Даже если эти гиганты будут уничтожены, вселенная, наконец, будет холодной, пронизанной только радиацией и космической пылью.
Сближение галактик
В 19 веке, до революции физики по теории относительности Альберта Эйнштейна, эта «тепловая смерть», которую скорее следует назвать «холодной смертью» в свете температур, казалась единственно возможным концом вселенной. Когда везде тепло или холодно, ничто не происходит в бесконечном пространстве, согласно этому аргументу.
Однако с теорией относительности картина изменилась. Со времен Эйнштейна мы знаем, что вселенная не является бесконечным, статичным пространством, но само пространство - время является динамической сущностью. Это началось после Большого Взрыва. Из бесконечно плотного, точечного состояния - о котором физики могут только догадываться - за доли секунды развернулась вселенная. Даже сегодня она продолжает расширяться.
Но как это будет развиваться в будущем? Космическая экспансия должна была бы обернуться для этого, что вполне возможно, что космологи довольно серьезно обсуждают. В этом случае темная энергия, которая все больше разводит вселенную сегодня, когда-нибудь снова ослабнет и, возможно, даже развернется обратно .
Это породит скопления галактик, которые все еще расходятся, и они станут ближе друг к другу. Вселенная будет становиться все меньше, плотнее и горячее, пока, наконец, не только вся материя, но и пространство и время рухнут в бесконечно малой точке. В качестве аналога Большого взрыва, космологи называют этот сценарий Большим кризисом, большим крахом.
Вечный холод
Если сложной цивилизации удастся выжить до этого времени, она, по крайней мере, может гордиться тем, чего она достигла, пока в конце всего пространства-времени она не исчезнет в бесконечно жарком ничто. На данный момент не похоже, что расширение вселенной обернется назад. Напротив, измерения на очень удаленных объектах предполагают более сильное ускорение.
Чтобы понять эволюцию космоса, астрономы исследуют конкретный тип звездного взрыва: Сверхновые типа Ia, как полагают, возникают, когда белая карликовая звезда собирает вещество из нормальной звезды-компаньона в системе двойной звезды, пока она не станет достаточно тяжелой, чтобы подвергнуться термоядерному взрыву сверхновой звезды.
Поскольку эта реакция начинается при определенной массе, полная энергия довольно хорошо определена и, следовательно, светится. Поскольку такие сверхновые звёзды являются чрезвычайно яркими и сияющими по всей вселенной, астрономы могут использовать их для определения расстояний во вселенной - вот почему их также называют стандартными свечами космологии. И в настоящее время они указывают на постоянно расширяющийся космос, питаемый зловещей темной энергией.
Он противодействует гравитационной силе между скоплениями галактик. Если бы не было другой силы, Большой Хруст был бы неизбежным концом. Но темная энергия, фон которой до сих пор остается загадкой для науки, все быстрее и быстрее разъединяет космос. Возможно, загадочный антигравитационный эффект проистекает из своеобразных эффектов квантовых полей, которые слишком слабы в земных лабораториях, чтобы их доказать, но которые, суммированные по гигантским космическим просторам, удивительно эффективны.
Если Темная Энергия, которая теперь явно одержала верх над силой тяжести, не отступит или не повернет назад (см. Сценарий 4), скопления галактик будут продолжать отдаляться друг от друга. Будут видны только тесно связанные галактики, все остальное исчезнет за космическим горизонтом - оттуда никакой свет не сможет преодолеть огромные отрезки между Звездными островами.
По мере того, как тепловая энергия во вселенной распространяется в постоянно увеличивающемся объеме, она также становится холоднее: термодинамическая тепловая смерть становится настоящей холодной смертью, когда все на бесконечном просторе вселенной в некоторой точке далекого будущего приближается к нулевой точке абсолютной температуры - вот почему космологи называют этот сценарий Big Freeze.
Большой разрыв
Темная энергия также имеет потенциал для еще более драматического конца: если она продолжит становиться сильнее, она может буквально разорвать вселенную на части. Согласно модели американского астронома Роберта Колдуэлла из Дартмутского колледжа в Ганновере, штат Нью-Гемпшир, темная энергия может, по крайней мере, частично состоять из «фантомной энергии», которая со временем становится все более и более мощной.
Если темной энергии недостаточно для постоянного противодействия гравитации, вселенная рухнет в большой кризис. Но, возможно, он будет расширяться вечно, потому что силы сбалансированы. Или - альтернатива номер три - темная энергия ведет вселенную к большому разрыву. Точная судьба может зависеть от так называемой квинтэссенции, невидимого, гипотетического поля энергии, которое со временем меняется, влияя на расширение вселенной.
