Da, desigur, probabil că acest lucru nu ne privește. Nu suntem siguri de nimic în următorii 50 de ani și nu avem nicio idee despre ce se va întâmpla, ce putem spune acolo pentru mulți ani de acum încolo.
Dar totuși mă întreb cum va fi acolo? Cum se va transforma totul într-un „bazin de cupru”?
Universul este un obiect global care include timpul, spațiul și tot conținutul său: galaxii, stele, planete, lunile lor, toate celelalte corpuri, toată materia, toată energia. Acest obiect imens și minunat s-a născut odată. La fel ca toate lucrurile bune, și universul își are sfârșitul. Odată cu trecutul și originea Universului, oamenii de știință par să fi decis. Dar predicțiile despre sfârșitul Universului rămân un set de teorii care produc rezultate diferite în funcție de valorile acceptate ale mai multor constante.
Nașterea și viața
Teoria dominantă a originii universului în știința modernă este Big Bang. Dacă extrapolăm expansiunea aparentă a Universului, acum 13,799 ± 0,021 miliarde de ani, toată materia era la un punct de dimensiune zero, cu densitate și temperatură infinită. Apoi a început expansiunea. Puține dintre procesele ulterioare se încadrează în deplina înțelegere a fizicii moderne.
În picosecunde, particulele elementare au fost generate din plasma quark-gluon. Ulterior, din aceștia s-au format protoni și neutroni, care la rândul lor au dat nuclee de izotopi de lumină. Până în prezent, doar nucleele - materia sunt departe de atomi.
După 70 de mii de ani de la punctul de plecare, materia începe să domine asupra radiațiilor. De la aproximativ 380 de mii de ani după Big Bang, electronii și nucleele formează pentru prima dată atomi neutri. Stelele nu există încă. Primele se formează de la 550 de milioane de ani după Big Bang. Stelele se adună în galaxii. Acestea din urmă sunt formate prin interacțiunea gravitațională în clustere.
Video promotional:
Potrivit ipotezei nebulare, la aproximativ 9 miliarde de ani de la Big Bang (sau la aproximativ 4,6 miliarde de ani în urmă), ceea ce avea să devină ulterior sistemul solar a început să se formeze dintr-un nor de gaz și praf. Un fragment din nor s-a prăbușit într-o minge în centru, părțile înconjurătoare s-au prăbușit și s-au rotit mai repede, formând un disc caracteristic. Steaua noastră s-a luminat din minge, planete s-au format în regiunile reci în îngroșarea materiei.
În această scurtă descriere, ne interesează posibilitatea de a prezice cât timp poate exista încă Soarele. La 13.799 miliarde de ani după ce a început totul, avem un Pământ albastru, viață și pornografie gratuită prin intermediul rețelelor de date. Ordinea vieții convenabile pentru noi va exista mult timp, dar numai după standardele umane.
Peste 2,4 miliarde de ani, Calea Lactee și Galaxia Andromeda se vor ciocni. Nu va fi nimeni care să o observe de pe Pământ. Viața de pe planeta noastră va dispărea în aproximativ un miliard de ani - Soarele va furniza prea multă căldură, iar oceanele se vor evapora pur și simplu. Steaua în sine va dura mult timp.
Ciclul de viață al Soarelui.
În miliarde de ani, Soarele va fi deja un gigant roșu care și-a epuizat mult timp rezervele de hidrogen. Se va extinde de aproximativ 250 de ori. Unele studii arată că, înainte de a se prăbuși într-o pitică albă, Soarele va captura în continuare Pământul, pe măsură ce orbita planetei scade mai jos. Cu toate acestea, nu contează - în 7,6 miliarde de ani, când se va întâmpla acest lucru, nu va mai fi nimic viu pe planeta noastră. Soarele va străluci cu miliarde de ani mai mult, dar mult mai slab. Se va transforma în cele din urmă într-un pitic negru. Peste încă un miliard de ani, gravitatea altor stele va lua planetele rămase. Sistemul solar va înceta să mai existe.
În următoarele sute de milioane de ani, nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la moartea Pământului - în această perioadă sistemul solar este stabil. Arderea combustibilului unei stele din apropiere de miliarde de ani de acum nu este nici măcar o problemă. Omenirea modernă are provocări reale care amenință cu deteriorarea semnificativă a calității vieții. Există multe dintre ele: de la antibiotice care nu mai funcționează datorită apariției superbugilor până la schimbările climatice globale datorate eliberării de gaze cu efect de seră. În cele din urmă, există un pericol banal de a declanșa un război termonuclear sau de a ne distruge pe noi înșine în alt mod.
Poate că descendenții noștri vor schimba orbita Pământului sau chiar vor migra din ea. Poate că Pământul va supraviețui acestui proces fără ajutor inutil. Dar cu ce probleme se va confrunta postumanitatea, care va părăsi „leagănul civilizației”? Ce așteaptă alte forme de viață extraterestre? Întrebarea despre soarta finală a Universului se află la granița științei cosmologice moderne.
Comprimare
Universul se extinde, galaxiile se împrăștie între ele. Poate că rata de expansiune va încetini, va ajunge la zero și apoi va merge în direcția opusă. Universul poate începe să se micșoreze, prăbușindu-se treptat în găuri negre. Și aceste găuri negre se vor uni într-una singură. Această ipoteză se numește „Mare compresie”.
În legea lui Hubble, starea de expansiune a Universului este determinată de densitatea sa. Dacă densitatea este sub critică, atunci Universul va continua să crească în mărime și să se răcească. Dacă densitatea Universului este mai mare, atunci forța gravitațională va opri treptat împrăștierea și o va direcționa înapoi. Universul se va micșora.
Prăbușirea va fi diferită de expansiunea inițială. Grupuri uriașe de galaxii vor converge, apoi galaxii întregi vor începe să se contopească. La un moment dat, stelele se vor apropia atât de mult, încât vor ajunge la coliziuni frecvente. Stelele nu vor putea disipa căldura generată și vor începe să explodeze, lăsând un gaz fierbinte, neomogen. Datorită creșterii temperaturii, atomii săi se vor descompune în particule elementare, care vor fi absorbite de găurile negre coalescente. Ipoteza nu indică care va fi finalul.
Există o altă ipoteză de continuare - Big Bounce. Formularea simplă spune că Universul se confruntă cu cicluri Big Bang și Big Compression. Poate că acest Univers a apărut ca urmare a prăbușirii celui precedent. Aceasta înseamnă că trăim într-unul dintre punctele unui ciclu nesfârșit de contracții și explozii. Totuși, numerotarea lor nu are sens datorită trecerii punctului de singularitate. Unele teorii susțin că Marea Compresie va avea ca rezultat aceeași stare care a început totul. Se va întâmpla un alt Big Bang. Ciclul va continua la nesfârșit.
Dar cele mai recente observații experimentale ale supernovelor îndepărtate ca obiecte de luminozitate standard și compilarea unei hărți a radiațiilor relicve arată că expansiunea nu încetinește, ci doar accelerează.
Expansiune
Marea Rip sugerează că, cândva, în viitor, toată materia din univers, stele și galaxii, particule subatomice, spațiul și timpul în sine vor fi sfâșiate de ritmul de expansiune. Scenariul acestei morți spune că cu 60 de milioane de ani înainte de finală, Calea Lactee se va dezintegra, iar în trei luni activitatea sistemului solar va fi întreruptă. Cu o jumătate de oră înainte de Big Rip, Pământul (sau o planetă similară) se va prăbuși și într-o nanosecundă, atomii vor începe să se prăbușească. Potrivit ipotezei, toate acestea se vor întâmpla abia după 22 de miliarde de ani, după dispariția Soarelui într-o pitică albă.
Cu toate acestea, cea mai populară teorie rămâne expansiunea constantă și moartea termică rezultată.
În miliarde de ani, stelele se vor arde. Pitici albi, stele de neutroni și găuri negre se vor naște din rămășițele lor. În 150 de miliarde de ani de la momentul actual, cu aceeași accelerare a recesiunii galaxiilor, toate galaxiile din afara Grupului Local vor depăși orizontul cosmologic. Evenimentele din grupul local nu vor putea influența în niciun fel evenimentele din galaxiile îndepărtate și invers. Când observăm o galaxie îndepărtată, timpul va încetini și apoi se va opri pur și simplu. Cu alte cuvinte, după 150 de miliarde de ani, un observator din Grupul Local nu va vedea niciodată evenimente în galaxii îndepărtate. Nu vor mai fi zboruri către acestea sau va fi posibilă orice formă de comunicare.
După 800 de miliarde de ani, luminozitatea grupului local va scădea considerabil. Stelele îmbătrânite vor da din ce în ce mai puțină lumină, piticii roșii vor dispărea în albi. După 2 trilioane de ani din momentul prezent, din cauza schimbării roșii, galaxiile îndepărtate vor fi imposibil de detectat în niciun fel: chiar și lungimea de undă a razelor lor gamma va fi mai mare decât dimensiunea universului observabil.
În 100 de miliarde de ani, formarea stelelor se va încheia, rămășițele lor vor străluci slab în spațiu. După ce ultima stea a dispărut, spațiul va fi ocazional iluminat de flăcări de fuziuni a doi pitici albi. După 1015 ani, planetele vor cădea fie pe rămășițele fostelor lor stele, fie vor merge pe alte corpuri. În mod similar, în 1019-1020 de ani, obiectele vor părăsi galaxiile. O mică porțiune de obiecte va cădea într-o gaură neagră supermasivă.
Dezvoltarea ulterioară depinde dacă protonul este stabil sau nu. Unele experimente susțin că timpul de înjumătățire minimă al unui proton este de 1034 de ani. Dacă acest lucru este cu adevărat adevărat, în 1040 de ani aproape doar leptoni și fotoni vor rămâne în Univers. Resturile de stele vor dispărea, vor rămâne doar găurile negre. Poate că procesul morții nucleonului va dura mai mult.
În 10100 de ani de la momentul actual, găurile negre se vor evapora prin radiația Hawking. În cele din urmă, universul va fi aproape complet gol. Fotoni, neutrini, electroni și pozitroni vor zbura în el, ciocnindu-se ocazional.
Dacă protonii sunt stabili, atunci după 101500 fuziune la rece și tunelare cuantică, nucleele ușoare se vor transforma în atomi de fier de 56Fe. Elementele mai grele decât acest izotop se vor descompune odată cu emisia de particule alfa. În 101026 de ani, tunelarea cuantică va transforma obiectele mari în găuri negre. Poate că stelele de fier se vor transforma în stele de neutroni în 101076 de ani de acum încolo.
Există posibilitatea ca în 10101056 ani fluctuațiile cuantice să dea naștere unui nou Big Bang. Deși în acest vid se poate naște chiar și o creatură inteligentă: o estimare aproximativă a timpului nașterii creierului Boltzmann este o dată la 101050 de ani.
Există alte ipoteze mai exotice. De exemplu, în 2010, oamenii de știință au prezis că în cinci miliarde de ani timpul se va încheia. Acest eveniment va fi dificil de văzut sau cumva de prezis, se promite că va fi brusc. Spațiul se poate termina din cauza prăbușirii unui fals fals într-unul adevărat, într-o stare de energie mai mică, care, eventual, va atrage după sine distrugerea completă a obiectelor din Univers.
Toate aceste ipoteze sunt concepute pentru realitățile actuale ale unei ecuații simple de stare pentru energia întunecată. După cum sugerează și numele, se știe puțin despre energia întunecată. Dacă modelul inflaționist al Universului este corect, atunci în primele momente după Big Bang au existat alte forme de energie întunecată. Poate că ecuația stării se va schimba. Concluziile care pot fi trase din aceasta se vor schimba. Este dificil de prezis ce vom învăța despre energia întunecată dacă s-a dezvoltat abia la sfârșitul secolului trecut.
Iată o altă versiune a fizicianului teoretic Joseph Lykken de la National Accelerator Laboratory. Fermi. La conferința anuală a Asociației Americane pentru Avansarea Științei (AAAS), el a prezentat teoria morții întregului univers.
Cercetătorul a spus că studiul proprietăților bosonului Higgs descoperit confirmă ipoteza instabilității universului. Aceasta înseamnă că mai devreme sau mai târziu poate înceta complet să existe în forma în care o cunoaștem.
Vina a fost masa „particulei lui Dumnezeu”, stabilită de detectoarele Marelui Collider de Hadroni (LHC), - 126 GeV.
Când Peter Higgs a prezis existența unui boson elementar în 1964, masa sa teoretică ar putea varia de la 114 la câteva sute de gigaelectronvolți. Dar rezultatul obținut s-a dovedit a fi în acea zonă de frontieră, sub care este permisă presupunerea așa-numitului „fals” vid.
Pur și simplu, cu astfel de proprietăți ale unei particule subatomice instabile, vidul din Univers poate să nu fie atât de gol pe cât se crede în mod obișnuit. Dacă presupunem că posedă de fapt o anumită cantitate de energie, atunci cu o anumită probabilitate poate apărea la întâmplare un adevărat vid „gol” într-o anumită regiune a spațiului.
„La un moment dat, datorită fluctuațiilor cuantice, o mică bulă de vid va da naștere unui univers alternativ”, explică Likken. „Datorită nivelului său mai scăzut de energie, se va extinde cu viteza luminii, absorbind tot ceea ce îl înconjoară.”
De fapt, vorbim despre un nou Big Bang și înlocuirea unei generații a Universului cu alta. Dar nu ar trebui să vă aprovizionați cu sare și chibrituri. În primul rând, „versiunea” spațiului cosmic care ne înconjoară s-a dovedit a fi suficient de stabilă pentru a supraviețui timp de 13,5 miliarde de ani. Dacă va izbucni o catastrofă, atunci se va întâmpla cu foarte mult timp în urmă. În al doilea rând, extinderea bulei ipotetice va avea loc cu viteza maximă posibilă, ceea ce înseamnă că nu va fi posibil să se prevadă sfârșitul lumii și se va întâmpla în mod neașteptat și complet invizibil pentru toate viețuitoarele.
