В очень далёком будущем Вселенной — когда звёзды погаснут, а материя распадётся — единственными господствующими космическими объектами останутся чёрные дыры. По расчётам, примерно через 10⁴⁰–10¹⁰⁰ лет после Большого взрыва Вселенная будет управляться только ими. На этом этапе происходящее будет настолько сложно и чуждо нашему сегодняшнему пониманию физики, что осмыслить его станет почти невозможно.
Исчезновение нуклонов и эпоха лептонов
После распада нуклонов — протонов и нейтронов — основными стабильными частицами Вселенной станут лептоны: электрон и его античастица позитрон. Поглощая остатки материи, чёрные дыры будут испускать энергетические частицы — фотоны и гипотетические гравитоны.
Согласно теории Стивена Хокинга, чёрные дыры “испаряются”: из-за излучения Хокинга они теряют массу и в итоге полностью исчезают. Однако процесс крайне медленный — полное испарение одной чёрной дыры требует около 10⁶⁰ лет.
В итоге, когда чёрные дыры исчезнут, во Вселенной останутся лишь лептоны и рассеивающиеся субатомные частицы, постепенно теряющие энергию. Космос к тому времени станет совершенно не похож на тот, который мы знаем.
Позитроний — “странные атомы” будущего
После распада протонов могут появиться необычные системы — атомы позитрония. Позитроний представляет собой связь электрона и позитрона, которые, обладая противоположными зарядами, вращаются вокруг общего центра как примитивный атом.
Такие “атомы” могут:
-
существовать на гигантских орбитах,
-
иметь диаметры, сравнимые с межзвёздными расстояниями,
-
возникать в результате излучения чёрных дыр.
Позитроний ненадёжен и нестабилен, но в этой эпохе он способен порождать необычные физические процессы.
Конец Эры Чёрных Дыр
Когда чёрные дыры испарятся, во Вселенной останутся только рассеянные субатомные частицы.
В этот период:
-
любые физические процессы будут занимать миллионы лет,
-
температура Вселенной продолжит падать,
-
энергия почти полностью исчезнет.
Согласно некоторым теориям, в столь далёком будущем могут возникнуть даже новые формы жизни. Фриман Дайсон предположил, что из лептонов могут развиться сложные структуры — “новый тип живых существ”.
Такие существа:
-
могут быть гигантских размеров,
-
способны охватывать межзвёздные расстояния,
-
будут мыслить невероятно медленно — одно “мышление” может длиться триллионы лет.
Для них это будет нормальным восприятием времени.
Распад Вселенной: Конец Макрофизики
После исчезновения чёрных дыр Вселенная приблизится к состоянию максимальной энтропии:
-
материя почти исчезнет,
-
энергия станет равномерно распределённой,
-
температура приблизится к абсолютному нулю,
-
тёмная энергия продолжит раздувать пространство.
На этом этапе исчезнут звёзды, галактики и любые устойчивые структуры. Макрофизика завершится — останется только квантовая механика.
Возможно ли рождение новых Вселенных?
Учёные не полностью пессимистичны. Некоторые теории предполагают, что в далёком будущем человечество сможет использовать чёрные дыры для перехода в новую Вселенную.
1. Переход в новую Вселенную через чёрную дыру
Существуют модели, предполагающие, что внутри чёрной дыры могут находиться “мосты” в другие пространства. Хокинг считал, что чёрные дыры могут порождать новые Вселенные.
Но есть проблема:
Переход будет односторонним — возврата нет.
2. Создание ложного вакуума — строительство новой Вселенной
Согласно теории инфляции Алана Гута, для “семени” новой Вселенной достаточно:
-
10⁸⁹ протонов
-
10⁸⁹ электронов
-
10⁸⁹ позитронов
-
10⁸⁹ нейтрино и антинейтрино
Будущие цивилизации могут создать “пузырь ложного вакуума” и вызвать рождение нового космоса.
Квантовое туннелирование и перезапуск Вселенной
В квантовой механике частицы способны "туннелировать" через невозможные энергетические барьеры. Физики Шон Кэрролл и Дженнифер Чен предполагают:
Когда-нибудь квантовое туннелирование может вернуть Вселенную в состояние низкой энтропии, вызвав новый Большой взрыв.
Но для этого потребуется примерно:
10^(10^56) лет — немыслимо долгий срок.
Рекурренция Пуанкаре — Вселенная может повторить своё начало
Ещё в 1890 году Анри Пуанкаре доказал, что любая система, работающая достаточно долго, однажды приблизится к своему первоначальному состоянию.
Это означает, что:
Однажды Вселенная может “возродиться” благодаря случайным колебаниям энергии.
Заключение: Конец или новое начало?
Современные теории утверждают, что смерть Вселенной неизбежна, однако физика допускает множество сценариев:
-
жизнь может вновь возникнуть из лептонов,
-
могут появиться новые Вселенные,
-
квантовое туннелирование способно перезапустить космос.
Сегодня эти идеи кажутся фантастикой, но для физики будущего они вполне реальны.
Возможно, Вселенная никогда не скажет “конец” — она лишь изменится.