Звёзды – основные источники энергии во Вселенной. Они преобразуют водород в гелий через термоядерный синтез, излучая огромное количество энергии. Однако запасы водорода конечны. По мере того как звёзды выгорают, Вселенная теряет яркость.
После того как звёзды сгорят, останутся их остатки, белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Эти объекты будут медленно остывать и терять энергию. Большая часть материи распадётся на стабильные элементарные частицы.
Чёрные дыры, согласно теории Хокинга, испаряются через излучение Хокинга4. Этот процесс крайне медленный, но в конечном итоге и чёрные дыры исчезнут, высвободив последние остатки энергии.
Тепловая смерть – это гипотетическое состояние, при котором Вселенная достигнет максимальной энтропии. Все процессы, связанные с передачей энергии, прекратятся, так как температура и плотность энергии станут однородными повсюду.
В этом состоянии не останется источников свободной энергии для работы или жизни. Материя перестанет взаимодействовать, так как не будет значительных температурных различий. Вселенная превратится в равномерное поле частиц с минимальной энергией.
Фундаментальным законом, управляющим этим процессом является Закон сохранения энергии. Энергия не исчезает, но перераспределяется. Это объясняет, почему изначально сконцентрированная энергия Большого взрыва распространилась по Вселенной.
Гравитация определяет, как формируются структуры, как звёзды выгорают, и как чёрные дыры воздействуют на окружающую среду. Микроскопические процессы, такие как излучение Хокинга, оказывают влияние на судьбу даже самых массивных объектов.
Энтропия неизбежно растёт, приводя к состоянию термодинамического равновесия, в котором исчезает всякая упорядоченность.
Хотя тепловая смерть часто воспринимается как конец времени, существуют гипотезы о возможной цикличности процессов. Некоторые теории, такие как Большое сжатие или квантовые флуктуации5, предполагают, что в условиях экстремального равновесия может зародиться новый цикл расширения.
Тепловая смерть – это лишь одна из возможностей, описывающих будущее Вселенной, но её неизбежность подчёркивает ограниченность существования сложных систем, включая нас самих. Поняв эту мысль, я попытался осмыслить какие еще варианты развития событий могут происходить. Изучая современные концепции развития вселенных, я выделил несколько наиболее популярных.