Ja, seveda, to nas verjetno ne zadeva. V naslednjih 50 letih nismo prepričani v nič in nimamo pojma, kaj se bo zgodilo, kaj lahko tam govorimo še dolga leta.
A vseeno se sprašujem, kako bo tam? Kako se bo vse spremenilo v "bakreno kotlino"?
Vesolje je globalni objekt, ki vključuje čas, prostor in vso njegovo vsebino: galaksije, zvezde, planete, njihove lune, vsa druga telesa, vso snov, vso energijo. Ta ogromen in čudovit predmet se je nekoč rodil. Kot vse dobre stvari ima tudi vesolje svoj konec. Zdi se, da so se znanstveniki s preteklostjo in nastankom vesolja odločili. Toda napovedi o koncu vesolja ostajajo niz teorij, ki dajejo različne rezultate, odvisno od sprejetih vrednosti več konstant.
Rojstvo in življenje
Prevladujoča teorija o nastanku vesolja v sodobni znanosti je Veliki pok. Če ekstrapoliramo navidezno širitev vesolja, je bila pred 13.799 ± 0,021 milijardami let vsa snov v eni točki ničelne velikosti z neskončno gostoto in temperaturo. Nato se je začela širitev. Nekaj nadaljnjih procesov je v celoti razumelo sodobno fiziko.
V pikosekundah so iz kvark-gluonske plazme nastali osnovni delci. Nato so iz njih nastali protoni in nevtroni, ki so nato dali jedra lahkih izotopov. Zaenkrat samo jedra - snov še zdaleč niso atomi.
Po 70 tisoč letih od izhodišča začne snov prevladovati nad sevanjem. Od približno 380 tisoč let po velikem poku so elektroni in jedra prvič tvorili nevtralne atome. Zvezde še ne obstajajo. Prvi so nastali od 550 milijonov let po velikem poku. Zvezde se zbirajo v galaksijah. Slednje nastanejo z gravitacijskim medsebojnim delovanjem v grozde.
Promocijski video:
V skladu z nebularno hipotezo naj bi se ≈9 milijard let po velikem poku (ali pred ≈4,6 milijardami let) začelo iz enega oblaka plina in prahu tvoriti sončni sistem. Delček oblaka, stisnjen v kroglo v sredini, tudi okoliški deli so se hitreje stisnili in vrteli, tvorijo značilen disk. Naša krogla se je svetila iz krogle, planeti so nastajali v hladnih predelih in se zgoščevali.
V tem kratkem opisu nas zanima možnost predvidevanja, kako dolgo lahko Sonce še obstaja. 13.799 milijard let po tem, ko se je vse skupaj začelo, imamo modro Zemljo, življenje in brezplačno pornografijo prek podatkovnih omrežij. Življenjski red, ki nam ustreza, bo obstajal še dolgo, vendar le po človeških merilih.
Čez 2,4 milijarde let bosta trčili Mlečna pot in galaksija Andromeda. Tega ne bo nihče opazoval z Zemlje. Življenje na našem planetu bo zamrlo čez približno milijardo let - Sonce bo zagotavljalo preveč toplote, oceani pa bodo preprosto izhlapeli. Zvezda sama bo trajala dolgo.
Sončni življenjski cikel.
Čez milijarde let bo Sonce že rdeči velikan, ki je že dolgo porabil zaloge vodikovega goriva. Razširil se bo približno 250-krat. Nekatere študije kažejo, da bo Sonce, preden se bo zrušilo v belega škrata, še vedno zajelo Zemljo, saj se bo orbita planeta spustila nižje. Vendar je vseeno - čez 7,6 milijarde let, ko se bo to zgodilo, na našem planetu ne bo nič več živega. Sonce bo sijalo milijarde let več, a precej bolj zatemnjeno. Sčasoma se bo spremenil v črnega škrata. V naslednjih milijardah let bo gravitacija drugih zvezd odnesla preostale planete. Sončni sistem ne bo več obstajal.
V naslednjih stotinah milijonov let ni treba skrbeti za smrt Zemlje - v tem obdobju je sončni sistem stabilen. Sežiganje goriva bližnje zvezde čez milijarde let niti ni problem. Sodobno človeštvo ima resnične naloge, ki lahko znatno poslabšajo kakovost življenja. Veliko jih je: od antibiotikov, ki prenehajo delovati zaradi pojava super žuželk, do globalnih podnebnih sprememb zaradi sproščanja toplogrednih plinov. Končno obstaja še banalna nevarnost, da sprožimo termonuklearno vojno ali se kako drugače uničimo.
Morda bodo naši potomci premaknili zemeljsko orbito ali se celo selili z nje. Morda bo Zemlja ta proces preživela brez nepotrebne pomoči. Toda s kakšnimi težavami se bo soočilo post-človeštvo, ki bo zapustilo "zibelko civilizacije"? Kaj čaka druge, nezemeljske oblike življenja? Vprašanje končne usode vesolja stoji na meji sodobne kozmološke znanosti.
Stiskanje
Vesolje se širi, galaksije se razpršijo druga od druge. Morda se bo hitrost širjenja upočasnila, dosegla ničlo in nato šla v nasprotno smer. Vesolje se lahko začne krčiti, postopoma se sesuva v črne luknje. In te črne luknje se bodo združile v eno. Ta hipoteza se imenuje "Velika kompresija".
V Hubblovem zakonu ekspanzijsko stanje vesolja določa njegova gostota. Če je gostota pod kritično, se bo vesolje še naprej povečevalo in ohlajalo. Če je gostota vesolja večja, bo gravitacijska sila postopoma ustavila sipanje in ga usmerila nazaj. Vesolje se bo skrčilo.
Propad bo drugačen od prvotne razširitve. Ogromne kopice galaksij se bodo zbližale, nato pa se bodo začele spajati celotne galaksije. Na neki točki se bodo zvezde tako približale, da bodo pogosto trčile. Zvezde ne bodo mogle odvajati nastale toplote in bodo začele eksplodirati, pri čemer bo ostal vroč, neenakomeren plin. Zaradi naraščajoče temperature bodo njeni atomi razpadli v osnovne delce, ki jih bodo absorbirale s spajanjem črnih lukenj. Hipoteza ne kaže, kakšen bo konec.
Obstaja še ena hipoteza o nadaljevanju - Veliki odboj. Preprosta formulacija pravi, da vesolje doživlja cikla Big Bang in Big Compression. Morda je to Vesolje nastalo kot posledica propada prejšnjega. To pomeni, da živimo na eni od točk neskončnega kroga kontrakcij in eksplozij. Vendar njihovo oštevilčenje zaradi prehoda točke singularnosti ni smiselno. Nekatere teorije trdijo, da bo Velika kompresija povzročila isto stanje, ki je vse začelo. Zgodil se bo še en velik pok. Cikel se bo nadaljeval v nedogled.
Toda najnovejša eksperimentalna opazovanja oddaljenih supernov kot predmetov standardne svetilnosti in priprava zemljevida relikvijskega sevanja kažejo, da se širitev ne upočasni, ampak samo pospeši.
Širitev
Veliki prepad kaže, da se bo v prihodnosti vsa snov v vesolju, zvezde in galaksije, subatomski delci, vesolje in čas raztrgala s hitrostjo širjenja. Scenarij te smrti pravi, da bo 60 milijonov let pred finalom razpadla Mlečna pot in čez tri mesece bo delo sončnega sistema moteno. Pol ure pred Velikim razpokom se bo Zemlja (ali podoben planet) sesula, v eni nanosekundi se bodo začeli sestavljati atomi. Po hipotezi se bo vse to zgodilo šele po 22 milijard letih, po izumrtju Sonca v belega škrata.
Vendar pa najbolj priljubljena teorija ostaja nenehno širjenje in posledično Heat Death.
Milijarde let bodo zvezde gorele. Iz njihovih ostankov se bodo rodili beli palčki, nevtronske zvezde in črne luknje. Čez 150 milijard let od trenutnega trenutka bodo z enakim pospeševanjem recesije galaksij vse galaksije zunaj Lokalne skupine presegle kozmološko obzorje. Dogodki v lokalni skupini nikakor ne bodo mogli vplivati na dogodke v oddaljenih galaksijah in obratno. Pri opazovanju oddaljene galaksije se bo čas upočasnil in nato preprosto ustavil. Z drugimi besedami, po 150 milijard letih opazovalec v Lokalni skupini nikoli ne bo videl dogodkov v oddaljenih galaksijah. Več letov do njih ali kakršna koli oblika komunikacije ne bo možna.
Po 800 milijard letih se bo svetilnost lokalne skupine opazno zmanjšala. Starajoče zvezde bodo oddajale vedno manj svetlobe, rdeči palčki bodo izumrli v bele. Čez 2 bilijona let odslej zaradi rdečega premika oddaljenih galaksij ne bo mogoče več zaznati: tudi valovne dolžine njihovih gama žarkov bodo večje od velikosti opazovanega vesolja.
Čez 100 bilijonov let se bo oblikovanje zvezd končalo, njihovi ostanki bodo v vesolju slabo svetili. Ko ugasne zadnja zvezda, bodo prostor občasno osvetlili vžigi združitev dveh belih palčkov. Po 1015 letih bodo planeti bodisi padli na ostanke svojih nekdanjih zvezd ali pa šli v druga telesa. Podobno bodo v 1019-1020 letih predmeti zapustili galaksije. Majhen del predmetov bo padel v supermasivno črno luknjo.
Nadaljnji razvoj je odvisen od tega, ali je proton stabilen ali ne. Nekateri poskusi trdijo, da je najmanjši razpolovni čas protona 1034 let. Če je temu res tako, bodo čez 1040 let v vesolju ostali skoraj samo leptoni in fotoni. Ostanki zvezd bodo izginili, ostale bodo le črne luknje. Morda bo postopek uničenja nukleonov trajal dlje.
Čez 10100 let od sedanjega trenutka bodo črne luknje izhlapevale s Hawkingovim sevanjem. Končno bo vesolje skoraj popolnoma prazno. Vanj bodo leteli fotoni, nevtrini, elektroni in pozitroni, ki bodo občasno trčili.
Če so protoni stabilni, se bodo po 101500 hladni fuziji in kvantnem tuneliranju lahka jedra spremenila v 56Fe-atome železa. Elementi, težji od tega izotopa, bodo z emisijo alfa delcev propadali. V 101026 letih bodo kvantni tuneli velike predmete spremenili v črne luknje. Morda se bodo železne zvezde v 101076 letih spremenile v nevtronske zvezde.
Obstaja možnost, da bodo v 10101056 letih kvantna nihanja povzročila nov Veliki pok. Čeprav se v tem vakuumu lahko rodi tudi racionalno bitje: približna ocena časa rojstva Boltzmannovih možganov je enkrat na 101050 let.
Obstajajo še druge, bolj eksotične hipoteze. Na primer, leta 2010 so znanstveniki napovedovali, da se bo čez pet milijard let čas končal. Ta dogodek bo težko videti ali nekako predvideti, obljublja se, da bo nenaden. Vesolje se lahko konča zaradi propada lažnega vakuuma v resničnega, v nižje energijsko stanje, kar bo verjetno povzročilo popolno uničenje predmetov v vesolju.
Vse te hipoteze so zasnovane za trenutno realnost preproste enačbe stanja za temno energijo. Kot že ime pove, je o temni energiji malo znanega. Če je inflacijski model vesolja pravilen, so bile v prvih trenutkih po velikem poku še druge oblike temne energije. Morda se bo enačba stanja spremenila. Sklepi, ki jih je mogoče izpeljati, se bodo spremenili. Težko je napovedati, kaj bomo izvedeli o temni energiji, če se je razvila šele konec prejšnjega stoletja.
Tu je še ena različica teoretičnega fizika Josepha Lykkena iz Nacionalnega laboratorija za pospeševanje. Fermi. Na letni konferenci Ameriškega združenja za napredek znanosti (AAAS) je predstavil teorijo o smrti celotnega vesolja.
Raziskovalec je dejal, da preučevanje lastnosti odkritega Higgsovega bozona potrjuje hipotezo o nestabilnosti vesolja. To pomeni, da prej ali slej lahko popolnoma preneha obstajati v obliki, v kateri jo poznamo.
Krivda je bila masa "božjega delca", ki so jo določili detektorji Velikega hadronskega trkalnika (LHC) - 126 gigaelektronvoltov.
Ko je Peter Higgs leta 1964 napovedal obstoj osnovnega bozona, bi lahko bila njegova teoretična masa v razponu od 114 do nekaj sto gigaelektronvoltov. Toda izkazalo se je, da je dobljeni rezultat na tistem mejnem območju, pod katerim je dovoljena domneva o tako imenovanem "lažnem" vakuumu.
Preprosto povedano, s takšnimi lastnostmi nestabilnega subatomskega delca vakuum v vesolju morda ni tako prazen, kot se običajno misli. Če predpostavimo, da ima dejansko določeno količino energije, se lahko v določeni vesoljski regiji naključno pojavi pravi "prazen" vakuum.
"V nekem trenutku bo zaradi kvantnih nihanj majhen mehurček vakuuma povzročil alternativno vesolje," pojasnjuje Likken. "Zaradi nižje ravni energije se bo razširil s svetlobno hitrostjo in absorbiral vse okoli sebe."
Pravzaprav govorimo o novem velikem poku in zamenjavi ene generacije vesolja z drugo. Ne smete pa se zalagati s soljo in vžigalicami. Najprej se je izkazalo, da je "različica" vesolja, ki nas obkroža, dovolj stabilna, da lahko preživi 13,5 milijarde let. Če pride do katastrofe, se bo to zgodilo zelo zelo dolgo nazaj. Drugič, razširitev hipotetičnega mehurčka se bo zgodila z največjo možno hitrostjo, kar pomeni, da ne bo mogoče napovedati konca sveta, zgodilo pa se bo nepričakovano in popolnoma nevidno za vsa živa bitja.