После того как теория о создании Вселенной посредством Большого взрыва и ее последующем быстром расширении была принята большинством ученых, будущее Вселенной стало вопросом космологии. Среди множества возможных вариантов развития рассматриваются гипотезы как об уничтожении, так и о бесконечной жизни Вселенной.
Для обозначения «всего пространства» в разное время использовались различные слова, такие как «небесная сфера», «космос», «мир», «макрокосмос» и др., но в итоге, в этой борьбе терминов, победило слово - «Вселенная». Это слово является заимствованием из старославянского въселена, что является калькой древнегреческого слова ойкумена, от глагола «населяю, обитаю» и в первом значении имело смысл лишь обитаемой части мира. Поэтому понятие Вселенная родственно слову «вселение» и лишь созвучно местоимению «всё».
Как и все в этом мире Вселенная тоже рождается, развивается и умирает. В зависимости от многих, пока неизвестных, факторов ее будущее можно описать по-разному. На это влияют различные свойства материи и пространства. В зависимости от величины этих параметров, Вселенная или будет продолжать вечное расширение (так называемая «Открытая Вселенная»), или будет гравитационно замедляться и, в конце концов, «сожмется» обратно в себя в Большом Сжатии; еще одна теория («Осциллирующая Вселенная») говорит о том, что расширения и сжатия в истории Вселенной могут сменять друг друга.
На описание будущего Вселенной сильно влияют и другие фундаментальные вопросы, которые пока не имеют ответа. Например, неизвестно время жизни протона. Нет и единой точки зрения, является ли Вселенная действительно бесконечной или конечной в пространстве. Непонятно и то, что составляет основную массу Вселенной (проблема темной энергия). Все это, безусловно, влияет на точность предсказания далекого будущего нашего мира. Но все же усредненный прогноз можно попытаться создать и без этого.
Временная шкала далекого будущего В данной шкале годы используются лишь для удобства, их можно заменить на микросекунды или тысячелетия, поскольку это не приведет к сколько-нибудь заметному изменению числового выражения описываемых промежутков времени.
Меньше 10 000 лет вперед 320 лет — зона отчуждения Чернобыльской АЭС станет пригодной для жизни. 600 лет — время, когда в соответствии с современными представлениями о границах созвездий, прецессия оси Земли сместит весеннее равноденствие из созвездия Рыб в созвездие Водолея.
С этого момента начнется астрологическая «Эра Водолея» 1000 лет — в результате смещения земной оси северной полярной звездой станет Гамма Цефея. 3200 лет — в результате смещения земной оси северной полярной звездой станет Йота Цефея. 5200 лет — Григорианский календарь начнет отставать на одни сутки от астрономического времени. 9700 лет — Звезда Барнарда подойдет на расстояние 3,8 светового года к Солнечной системе. В это время она будет нашей ближайшей соседкой.
От 10 000 до 1 000 000 лет вперед 10 000 лет — конец человечества согласно гипотезе физика-теоретика Брендона Картера. Он написал работу под названием «Доказательства Судного дня», основанную на идее, что согласно принципу равновероятности событий можно предположить, что мы живем в эпоху середины человечества, когда половина всех возможных людей уже родилась и умерла, что совместно с демографическими прогнозами позволяет оценить возможную дату исчезновения человека как вида. Согласно гипотезе Картера к этому моменту человечество вымрет с вероятностью 95 %. 13 000 лет — в результате прецессии земной оси Вега станет Полярной звездой. 36 000 лет — Звезда Росс 248 подойдет на расстояние 3,024 светового года от Солнечной системы, став на это время ближайшей к Солнцу звездой. 42 000 лет — Альфа Центавра приблизится к солнцу на минимальное расстояние. 50 000 лет — окончится межледниковый период, и Земля погрузится в новую эпоху оледенения, которая будет смягчена эффектом глобального потепления. Ниагарский водопад разрушит последние 30 километров до озера Эри и прекратит свое существование. 100 000 лет — собственное движение звезд сделает созвездия неузнаваемыми. Звезда-гипергигант VY Большого Пса взорвется, образовав гиперновую. 500 000 лет — в течение этого времени на Землю с большой вероятностью упадет астероид диаметром около 1 км.
От 1 миллиона до 1 миллиарда лет вперед 1,4 миллиона лет — Глизе 710 пройдет на расстоянии 0,3-0,6 светового года от Солнца. При этом гравитационное поле звезды может вызвать возмущение Облака Оорта и увеличить вероятность кометной бомбардировки внутри Солнечной системы. 10 миллионов лет — расширившаяся Восточно-Африканская рифтовая долина будет затоплена водами Красного моря, Африканский континент будет разделен новым океанским заливом. 40 миллионов лет — спутник Марса Фобос упадет на его поверхность. 50 миллионов лет — Австралия пересечет экватор и столкнется с Юго-Восточной Азией. Калифорнийское побережье начнет погружаться под Алеутский желоб, а Африка столкнется с Евразией, закрыв Средиземное море и создав горную систему, сравнимую с Гималаями. 100 миллионов лет — в течение этого времени вероятно столкновение Земли с метеоритом, по размерам аналогичным тому, чье падение привело к вымиранию динозавров 65 миллионов лет назад. 230 миллионов лет — с этого момента становится невозможно предсказать орбиты планет. 240 миллионов лет — Солнечная система закончит полный оборот вокруг центра галактики. 250 миллионов лет — континенты Земли объединятся в новый Суперконтинент. 600 миллионов лет — приливное торможение отдалит Луну от Земли настолько, что полное солнечное затмение станет невозможно.
От 1 миллиарда до 1 триллиона лет вперед 1 миллиард лет — начнет увеличиваться яркость Солнца. 3.5 миллиарда лет — условия на поверхности Земли станут сравнимы с теми, которые мы наблюдаем на Венере сейчас. 3.6 миллиарда лет — приблизительное время, когда спутник Нептуна Тритон достигнет планетарного предела Роша и, распавшись, превратится в новое планетарное кольцо. 5,4 миллиардов лет — Солнце начинает превращаться в красный гигант. В результате этого температура поверхности Титана, спутника Сатурна, может достичь температуры, необходимой для поддержания жизни. 7 миллиардов лет — ожидается столкновение между галактиками Млечный путь и Туманность Андромеды. На какое-то время две галактики объединятся в одну. 20 миллиардов лет — согласно теории Большого разрыва, наша Вселенная прекратит свое существование. Экспериментальные доказательства этой гипотезы пока недостаточны. 50 миллиардов лет — воздействие приливных сил сделает равными период вращения Луны вокруг Земли и период вращения Земли вокруг своей оси. Луна и Земля окажутся обращенными друг к другу одной стороной. При условии, что обе уцелеют при превращении Солнца в красный гигант. 100 миллиардов лет — время, когда расширение Вселенной уничтожит все доказательства Большого Взрыва, оставив их за горизонтом событий, что, вероятно, сделает космологию невозможной. 400 миллиардов лет — время, за которое торий (и гораздо раньше — уран и все прочие актиноиды) всей Солнечной системы распадутся менее чем к 10 в -100 степени % сегодняшней массы, оставляя висмут самым тяжелым прослеживаемым элементом.
От 1 триллиона до 1 дециллиона лет вперед 1 триллион лет — минимальное время, по прошествии которого в галактиках прекратится звездообразование в связи с полным истощением облаков межзвездного газа, необходимого для образования новых звезд. 2 триллиона лет — время, через которое все галактики за пределами Местного сверхскопления перестанут быть наблюдаемыми, если предположить, что темная энергия продолжит расширять Вселенную с ускорением. 10 триллионов – 20 триллионов лет — продолжительность жизни самых долгоживущих звезд, маломассивных красных карликов. 100 триллионов лет — максимальное время до прекращения звездообразования в галактиках. Это означает переход вселенной из эпохи звезд в эпоху распада; как только закончится звездообразование и наименее массивные красные карлики израсходуют свое топливо, единственными существующими звездными объектами станут конечные продукты звездной эволюции: белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Останутся также коричневые карлики. 1 квадриллион лет — приблизительное время, через которое планеты покинут свои орбиты. Когда две звезды проходят близко друг к другу, орбиты их планет претерпевают возмущение и могут быть сорваны с орбит вокруг их родительских объектов. Дольше всех продержатся планеты с наиболее низкими орбитами, так как для изменения их орбиты объекты должны пройти очень близко друг к другу. От 10 в 9 степени до 10 в 20 лет — приблизительное время, через которое коричневые карлики и останки звезд будут выброшены из галактик. Когда два объекта проходят достаточно близко друг к другу, происходит обмен орбитальной энергией, при котором объектам с меньшей массой свойственно накапливать энергию. Таким образом, посредством повторяющихся встреч объекты с меньшей массой могут накопить энергию, достаточную для того, чтобы покинуть галактику. Вследствие этого процесса галактики лишатся большинства своих коричневых карликов и останков звезд. 10 в 20 степени лет — приблизительное время, через которое Земля упала бы на Солнце из-за потери энергии орбитального движения. Но это если Земля ранее не поглотится Солнцем, превратившимся в красный гигант, или не будет выброшена с орбиты гравитационными возмущениями от пролетающих мимо звезд. 10 в 32 степени лет — минимально возможное значение периода полураспада протона, согласно экспериментам.
От 1 дециллиона до 1 миллиллиона (10 в 33 степени -10 в 3003 степени) лет вперед 3x10 в 34 степени лет — приблизительное время, за которое все нуклоны в наблюдаемой вселенной распадутся, если за период полураспада протона принять минимально возможное значение. 10 в 36 степени лет — средний период полураспада протона согласно некоторым теориям. 10 в 41 степени лет — максимально возможное значение времени полураспада протона, в предположении, что Большой Взрыв описывается инфляционными космологическими теориями и что распад протона вызывается тем же механизмом, который отвечает за преобладание барионов над анти-барионами в ранней Вселенной. 3x10 в 43 степени лет — приблизительное время, за которое все нуклоны в наблюдаемой вселенной распадутся, если за период полураспада протона принять максимально возможное значение, 10 в 41 степени, согласно условиям, данным выше. После этой временной отметки, если протоны распадаются, начнется эпоха черных дыр, в которой черные дыры — единственные существующие небесные тела. 10 в 65 степени лет — в предположении, что протоны не распадаются, за это характерное время атомы и молекулы в твердых телах даже при абсолютном нуле переходят на другие места в кристаллической решетке из-за квантового туннелирования. На этой шкале времени все вещество можно рассматривать как жидкое. 2x10 в 66 степени лет — приблизительное время, за которое черная дыра с массой Солнца испарится в процессе излучения Хокинга. 1,7x10 в 106 степени лет — приблизительное время, за которое сверхмассивная черная дыра массой в 20 триллионов солнечных масс испарится посредством хокинговского излучения. Это знаменует конец эпохи черных дыр. Далее, если протоны распадаются, Вселенная войдет в эпоху вечной тьмы, в которой все физические объекты распались до субатомных частиц, постепенно спустившись до нижнего энергетического состояния. 10 в 1500 степени лет — если предположить, что протоны не распадаются, это приблизительное время, за которое вся материя распадется до железа-56.
Больше 1 миллиллиона (10 в 3003 степени) лет вперед 10 в 10 степени лет — нижняя оценка времени, за которое все вещество коллапсирует в черные дыры (исходя из предположения, что протоны не распадаются). Последующая эпоха черных дыр, их испарение и переход к эпохе вечной тьмы по сравнению с этим временным масштабом занимает пренебрежимо малое время. 10 в 10 степение в 50 степени лет — предполагаемое время, через которое Больцмановский мозг появится в вакууме из-за спонтанного уменьшения энтропии. 10 в 10 степение в 76 степени лет — верхняя оценка времени, за которое все вещество коллапсирует в черные дыры и нейтронные звезды (опять же в предположении, что протоны не распадаются). 10 в 10 степение в 10 степени в 76 степени лет — масштаб оцениваемого времени возврата Пуанкаре для квантового состояния гипотетического ящика, содержащего изолированную черную дыру звездной массы, при использовании статистической модели, подчиняющейся теореме Пуанкаре о возвращении. Простой способ объяснить эту временную шкалу — в модели, где история нашей Вселенной повторяется неограниченное число раз вследствие статистической эргодической теоремы, это то время, за которое изолированный объект массой в Солнце вновь вернется к (почти) прежнему состоянию. 10 в 10 степение в 10 степени 10 степени в 8 степени лет — время возврата Пуанкаре для массы видимой Вселенной. 10 в 10 степение в 10 степени 10 степени 10 степени в 3 степени лет — время возврата Пуанкаре для массы Вселенной (вместе с ее ненаблюдаемой частью) в рамках определенной инфляционной космологической модели с инфлатоном массой 10 в -6 степени планковских масс.
Последние из приведенных величин поражают воображение. Их не с чем сравнить и невозможно представить. Столь гигантские промежутки времени не соизмеримы ни со сроком человеческой жизни, ни даже со сроком жизни отдельных звезд. Но, не смотря на такие поразительные интервалы, это реальное будущее нашей Вселенной, нашего дома, где все мы обитаем. Воображение отказывается представить, что будет с человечеством и удастся ли разуму преодолеть все катаклизмы, происходящие с миром. Есть только надежда, питаемая пониманием того, что трансформаций, ведущие к гибели нашей Вселенной, скорее всего, ведут к возникновению мира нового. Пусть он будет не хуже.
