А не стать ли, мне пророком?

[Джеркас Ордо]

А не рассказать ли мне о грядущих светопреставлениях? Нет. Это мелко. Расскажу я лучше о разрушении вселенной. Точнее - о вариантах этого события в разных физических теориях.

Каждая крупная физическая теория, хоть как-то претендовавшая на описание вселенной, содержала тот или иной прогноз развития. И попытки описать то, к чему придет вселенная в конце. Итак, о них и расскажу. Оговорюсь. Я не рассматриваю столь мелкие события, как взрыв звезды, поглощение системы черной дырой и, тем более, катастрофы на поверхности планет.
1. Термодинамическая эсхатология. Тепловая смерть Вселенной.
Первая научно обоснованная модель, описывающая переход вселенной в состояние с максимальной энтропией. Особенности состояния: энергия переходит в тепловую форму, вещество практически равномерно распределяется по всему объему вселенной, делая невозможным существование сколь-либо сложных систем.
Минусы:
Теория формулировалась без учета всего, что было открыто позже.
Н-теория Больцмана показывает невозможность подобного исхода.
Доказать (как и опровергнуть гипотезу однозначно) современными методами невозможно.

2. Эсхатология теории относительности:
Великое Сжатие или Великий Разрыв
В зависимости от массы нашей вселенной может произойти одно из двух событий: либо, постепенно исчерпав запасы энергии, необходимой для расширения, вселенная начнет сжиматься в тот же объем, из которого появилась в процессе Большого Взрыва. Либо расширение продолжится до бесконечности, постепенно растягивая вещество до таких расстояний, на которых взаимодействие между частицами невозможно.
Минусы:
Для ответа о вероятности каждого из исходов необходимо точно знать массу вселенной, скорость и ускорение расширения оной.
Возможен исход, исключающий оба варианта, то есть стабилизация вселенной.

3. Эсхатология теории струн.
Взрыв вакуума.
На мой взгляд – самый красивый вариант апокалипсиса. Но от этого не более желанный.
Согласно М-теории (современная формулировка теории струн), мельчайшие объекты, являющиеся основой, из которых строятся все элементарные частицы ( струны и браны), представляют собой объемы шестимерного пространства, свернутого в трехмерное. Эти сжатые области в данный момент малы. Но при уменьшении космологической постоянной, описывающей свойства вакуума (и соответствующем уменьшении энергии оного), удержание свернутых измерений может стать невозможным. Следствие – переход свернутых измерений в полноразмерные, изменение геометрии вселенной и условий существования объектов.
Минусы.
Предсказанные теорией струн элементарные объекты (струны и браны) так и не были найдены
Описание вселенной этой теорией пока остается умозрительным.

4. Эсхатология по Фреду Адамсу и Гергу Лафлину
Постепенное истощение запасов межзвездного газа приведет к тому, что количество топлива для образования новых звезд подойдет к концу. Постепенно оставшиеся звезды выработают остатки и погаснут. Основными объектами станут черные дыры, накопившие огромные запасы вещества и энергии. Постепенно теряя вещество (выбросы при столкновениях, излучение Хокинга), черные дыры станут основным источником появления онго. Дальше два варианта:
Либо слияние нескольких черных дыр приведет к образованию сверхмассивного объекта, который постепенно притянет к себе остальные, разогреется до планковских энергий и взорвется, дав начало новому Большому Взрыву.
Либо черные дыры будут постепенно испаряться и, наконец – вечная тьма, тепловая смерть и остывание рассеянной материи.
Минусы:
Не учтено появление новых частиц, значение космологической постоянной и тот факт, что вселенная – замкнутая система, то есть энергия из нее не исчезает.
Опять же невозможность тепловой смерти (а именно ее нам показывает эта модель) нам показывает Н-теория Больцмана.


Таким образом, мы видим, что ни одного абсолютно достоверного сценария разрушения вселенной не существует. Можно жить спокойно, радуясь тому, что вселенная (а, возможно, и не одна) - теоретически вечны.

Comments

[Нари]

Ура, будем жить и радоваться жизни.
Про струны читала, про браны уже нет.

[Джеркас Ордо]

Брана - элементарный n-мерный объект. Струна - частный случай браны. Материальная точка — 0-брана, струна — 1-брана, мембрана — 2-брана

[Нари]

Когда я читала популярные книжки по физике микромира, там была только теория струн, а потом книжки перестали выпускать, и дальше я не знаю. Спасибо за разъяснения.

[Джеркас Ордо]

Концепция бран оформилась в совсем недавно, в М-теории. Это - вообще своеобразная штука.
Отличием от ранних вариантов струнной теории стало:
выведение в качестве элементарного объекта не струны, а браны, число измерений которой может быть любым (максимум, на одно меньше, чем в пространстве-времени, где брана существует)
Общее число измерений пространства-времени дошло до 11
Вместо одной суперсимметрии используется пять.

[Нари]

Караул! Как они вообще это понимают и представляют?