Крај на сите нешта Како универзумот умира Вотсон

Сè е минливо - вклучувајќи го и просторот. Слика: Pinterest

Како умира универзумот?

Даниел Хубер

Научи повеќе"

Кинеска подморница со екипаж нурка до најниската точка на земјата

Денес е Ден на децата! Да, но не во Швајцарија (тука допрва треба да дојде)

Биткоинот се врати на курсот за рекорди. Но, тоа е различно од 2017 година

Камп за обука на корпоративните претприемачи: Сега доаѓа брзото белење на банкрот

Микропластика пронајдена во зоната на смртта: Монт Еверест ака депонија за ѓубре

Пријатели за живот - 22 слики и гифови кои ја докажуваат важноста на најдоброто ...

Најчитани

„На Швајцарија и треба поцврста стратегија“ - експерт на СЗО ја критикува политиката за корона

Египет има проблем со сексуалното насилство - но отпорот полека расте

Уште 37 твитови кои совршено ја опишуваат нашата деликатна состојба на коронавирус

Theвездите стојат ладни и далечни на ноќното небо. Кој ќе погледне кон нив, може да се посомнева во допир на вечноста. Но, и тие се минливи - и со нив време и простор. Од општата теорија на релативност на Ајнштајн, знаеме дека универзумот настанува и минува. Како настанало - или поточно: како се развило веднаш по Големата експлозија - го опишуваат теориите за Биг Бенг.

Како ќе помине универзумот е далеку помалку јасно - одговорот зависи, меѓу другото, и од обликот на универзумот и влијанието на одредени хипотетички фактори како што е т.н. темна енергија врз текот на нештата.

Не знаеме каква иднина го чека универзумот. Слика: ЕСА/Хабл

Топче, седло или лист хартија?

Дозволете ни прво да се свртиме кон обликот на универзумот. Нашиот четиридимензионален универзум има три просторни димензии. Лесно е да се замислат сите можни форми во овој тродимензионален простор - но не и самиот облик на овој простор. Ова може да се направи само со употреба на аналогии. Геометријата на просторот зависи од неговата содржина: општата теорија на релативност вели дека просторот може да се искривува според масата. Густината на универзумот на тој начин ја одредува неговата форма - и нејзината иднина.

Масовно го закривува просторот. Слика: Shutterstock

Глобалната искривување на просторот може да биде позитивна, негативна или нула. Во последните два случаи се зборува за отворен универзум, со позитивно искривување на затворен.

позитивна кривина: Средната густина на материјата во вселената е поголема * од критичната густина (приближно 3 атоми на водород на m 3). Универзумот е затворен; тоа е конечно, но неограничено. Како аналогија, може да се размисли за површината на сферата што е неограничена, но не и бесконечна. Позитивно закривениот универзум е опишан со елиптична геометрија во која збирот на аглите на триаголникот е поголем од 180 °.
негативна искривување: Средната густина на материјата е помала * од критичната густина. Универзумот е отворен; тоа е бесконечно и неограничено. Површината на седлото може да послужи како аналогија. Негативно закривен простор е опишан со хиперболична геометрија во која збирот на аглите на триаголникот е помал од 180 °.
без искривување: Средната густина на материјата е еднаква на критичната густина. Универзумот е отворен; тоа е бесконечно и неограничено. Можна аналогија за „рамниот“ универзум е лист хартија. Не-закривен универзум е опишан со евклидова геометрија во која збирот на аглите на триаголникот е точно 180 °.
Анализата на зрачењето на космичката позадина сугерира дека постои голема веројатност дека нашиот универзум е рамен.

Геометријата на универзумот: позитивен, негативен и не-закривен универзум (од горе надолу). Слика: Викимедија

Дуел на силите: Гравитација наспроти темната енергија

Ако сакате да ја разберете иднината, погледот во минатото е честопати предност. Ова исто така важи и за универзумот. Веднаш по Големата експлозија пред 13,8 милијарди години, кога се појавија времето и просторот, младиот универзум се прошири неверојатно брзо. За време на мал дел од секундата, универзумот се прошири побрзо од светлината за време на периодот на инфлација. После тоа, експанзијата значително забави, но подоцна повторно се зголеми. Дури и денес, просторот се шири и се шири побрзо и побрзо околу 7,5 милијарди години по Големата експлозија.

Веднаш по Големата експлозија, универзумот се прошири со огромна брзина (слика на симбол). Слика: Shutterstock

Сепак, проширувањето на просторот всушност требаше да се забави. За да го објаснат забрзувањето на експанзијата, астрофизичарите користат позната како темна енергија. Ова е хипотетичка форма на енергија која сè уште не е докажана директно експериментално и чии својства се предмет на шпекулации. Темно е затоа што не се чувствува преку електромагнетно зрачење.

Таинствената темна енергија, која го раздвојува универзумот како космичка одбивност, е антагонист на гравитацијата, која се обидува да ги обедини сите маси. Темната енергија се зголемува колку повеќе просторијата се шири, бидејќи нејзината густина на енергија - енергијата по волумен на просторијата - останува постојана. Сегашниот универзум се состои од 68,3 проценти темна енергија - видливата, позната материја сочинува само 4,9 проценти, а остатокот (26,8%) се состои од темна материја.

Темната енергија го сочинува лавовскиот дел од составот на универзумот (слика за симбол). Слика: Shutterstock

Бидејќи астрофизичарите во моментов се во голема мера во темница кога станува збор за темната енергија, тие не можат да дадат никакви дефинитивни изјави за иднината на универзумот. Во зависност од тоа дали темната енергија или гравитацијата имаат предност, проширувањето на просторот ќе продолжи да се забрзува, останува исто или забавува - може дури и да се сврти и да се претвори во контракција.

Вие дури и не верувате каква чудна материја лебди наоколу во вселената

Од ова произлегуваат моментално најверодостојните теории за смртта на универзумот:

„Голема криза“

Ако темната енергија повторно стане слаба во одреден момент и гравитацијата преовладува, ние живееме во затворен, конечен универзум кој е позитивно закривен. Во овој случај, енергетската густина на материјата е доволна за запирање и пресврт на проширувањето на просторот. Астрофизичарите го нарекуваат ова сценарио во аналогија на „Биг Бенг“ (Биг Бенг) „Голема криза“ (приближно „голема несреќа“).

Контракцијата предизвикува универзумот повторно да се намали, на почетокот полека, потоа побрзо и побрзо. Станува погусто и потопло сè додека не се компресира целата материја во многу мал простор како во печатот за космички отпадоци. Притисокот ги разнесува атомите, а потоа дури и атомските јадра во субатомски честички. Се создаваат црни дупки кои се спојуваат во една црна дупка.

Во Големата криза, универзумот повторно се контрахира сè додека не пропадне во точка без проширување. Графички: Викимедија

Во последниот колапс, што ќе се случи околу 100 милијарди години од сега, материјата, времето и просторот на крајот ќе пропаднат во бесконечно мала точка - еден вид обратна голема експлозија. Како и кај оваа, Големата криза е т.н. сингуларност - ситуација во која густината и закривеноста на просторот се бесконечно големи и што не може да се опише математички и физички. Сценариото „Голема криза“ во моментов се смета за неверојатно.

„Големо отскокнување“

Симетријата на сценариото за големи кризи води кон идејата дека контракцијата може да биде проследена со друга експанзија - значи нов голем тресок за секоја голема криза. Ова сценарио, наречено „Големо отскокнување“, создава цикличен или осцилирачки универзум. Сепак, се јавува проблемот на сингуларност, кој стои надвор од просторно-времето и на тој начин спречува „пред“ да биде воопшто замислен.

Некои застапници на теоријата за големо отскокнување го заобиколуваат овој проблем претпоставувајќи дека масата, времето и просторот ќе бидат компресирани до мала точка во колапсот на претходниот универзум, што сепак не се проширува. Пред да се случи единственоста, квантните ефекти гарантираат дека гравитацијата се менува од привлечна во одбивна сила - контракцијата се претвора во експанзија.

Шематски приказ на големото отскокнување. Слика: factslegend.org

Други астрофизичари, кои исто така го поддржуваат сценариото за голем отскок, го решаваат проблемот на сингуларност поинаку, сепак: Тие го сметаат нашиот четиридимензионален универзум како дел од повисоко-димензионален мета-универзум. Ако се прошири екстремно, се зголемува веројатноста дека ќе се судри со друг четири-димензионален простор. И двете се спојуваат и стануваат сè помали и помали како резултат на огромните гравитациони сили сè додека не дојде до враќање и новиот универзум повторно се прошири. По трилиони години, повторно е толку голем што е веројатно уште еден судир.

Како и големото сценарио, големиот отскок во моментов не е многу популарен меѓу астрофизичарите затоа што се смета дека е малку веројатно дека проширувањето на вселената е реверзибилно.

„Големо замрзнување“

Сценариото „Големо замрзнување“, исто така познато како „Големо разладување“ или „Голем ум“, се смета за најверојатна судбина на универзумот. Тој е значително помалку спектакуларен од Големата криза и се заснова на фактот дека просторот продолжува да се шири и повеќе да не се собира.

Ова се случува во два случаи: Отворен, негативно закривен универзум би се проширил дури и без темна енергија, само малку забавен од гравитацијата. Ако се додаде темна енергија, експанзијата се забрзува. Отворен, рамен универзум исто така се шири засекогаш без темна материја, но експанзијата се забавува континуирано и се стреми кон нула. Со темната материја, експанзијата прво ослабува, но потоа повторно се забрзува.

Последиците од постојаната експанзија се непријатни: Растојанието помеѓу starsвездите и галаксиите станува сè поголемо, а универзумот се лади. По милијарди години, веќе нема доволно гас за да се создадат нови starsвезди; постојните starsвезди остануваат без гориво и згаснуваат. Гледано од Земјата, една starвезда по друга ќе исчезне од ноќното небо. По околу сто трилиони години има само изгорени сонца, студени, безживотни планети и црни дупки.

Сликата на симболот не е многу точна: универзумот ќе биде мрачен во Големото замрзнување. Слика: Pinterest

Можно е протоните потоа да се распаднат и целата материја да се претвори во зрачење; само црните дупки може да останат некое време - секогаш подалеку во просторот што сè уште се шири. На крајот тие исто така ќе испарат поради ефектот на зрачењето на Хокинг. За 10 200 години останува само пуст, празен универзум со мала количина на зрачење, чија температура е исклучително малку над апсолутната нула.

„Голем рип“

Кога темната енергија ќе добие бизарна форма на фантомска енергија, станува толку силна што забрзувањето на експанзијата се зголемува без ограничување. Тогаш целосно го надминува влијанието на четирите основни сили на физиката - гравитација, електромагнетизам, слаба и силна интеракција - и резултатот е „Голем рипс“.