Jei tiksliai žinome ką nors apie savo visatą, tai yra nestatiška, laikui bėgant kintanti. Kuo jos laukia ateitis?
Šiandien mes turime standartinį kosmologinį modelį, kuris gerai apibūdina visatos istoriją beveik nuo jos gimimo iki pat mūsų laiko. Be to, dabar nėra rimtos priežasties manyti, kad šis modelis negali būti pagrindu numatyti tolesnę mūsų pasaulio raidą. Tiesa, ji turi konkurentų, kurie siūlo visiškai skirtingus būsimų įvykių scenarijus. Tačiau dar neturime stebimų duomenų, kurie parodytų realų poreikį ne tik peržiūrėti standartinį modelį, bet net ir rimtai jį pataisyti.
- „Salik.biz“
Tuštuma ar drožlės
Dabar apie ateitį. Iš standartinio modelio išplaukia, kad labai tolimoje ateityje gravitacijos vaidmuo praktiškai išnyks, o Visatos plėtimosi greitis pradės didėti eksponentiškai. Kosminė erdvė taps tuščia, greitesnė ir greitesnė. Tačiau šis greitis visada didės monotoniškai, nuo dabartinės eros iki laiko pabaigos. Į standartinį modelį neįtraukiami scenarijai, kai vakuumas praranda stabilumą, o jo energijos tankis per ribotą laiką šokteli iki begalybės. Tokiu atveju Visatos išsiplėtimo greitis taip pat bus linkęs į begalybę, o tai sukels visų materialių objektų plyšimą ir išnykimą - nuo galaktikų ir žvaigždžių iki atomų ir atominių branduolių. Kai kurie standartinio modelio konkurentai prognozuoja tokį rezultatą, tačiau astronomai neturi duomenų, pagrindžiančių šias teorijas. Sąžiningai,Aš pats į juos nežiūriu rimtai, jie remiasi labai neįprasta fizika. Standartinis modelis puikiai sutaria su pastebėjimais ir nėra prasmės jo atsisakyti.
Spartėjantis Visatos plėtimasis reikš tik galaktikų išsiplėtimo greičio padidėjimą. Kadangi tamsiosios energijos tankis nepasikeis, ji negalės sunaikinti galaktikų ir kitų gravitaciškai stabilių struktūrų, kurių tai netrukdo egzistuoti dabartinėje eroje. Žinoma, tai nereiškia, kad pačios galaktikos išliks tokios formos, kokios jos egzistuoja šiandien. Laikui bėgant visos žvaigždės degins branduolių sintezės kurą ir virsta baltosiomis nykštukėmis, neutroninėmis žvaigždėmis ar juodosiomis skylėmis. Skylės augs, susiliedamos viena su kita ir sunaudodamos žvaigždžių liekanas bei tarpžvaigždines dujas. Tačiau šie ir kiti destruktyvūs procesai vyks nedalyvaujant tamsiajai energijai.
Vietines naujienos
Reklaminis vaizdo įrašas:
Taigi, kas laukia mūsų pačių galaktikos, Paukščių Tako? Jis artėja prie kaimyninės didelės spiralinės galaktikos Andromeda - dabar 110 km / s greičiu. Per 6 milijardus metų abi galaktikos susijungs ir suformuos naują žvaigždžių spiečius - Milcomedou. Saulė liks Milcomed viduje, tik judės į savo pakraštį, palyginti su dabartine savo padėtimi Paukščių Take. Įdomu sutapimu, tik tada jis sudegins vandenilio kurą ir leisis į kataklizminių pokyčių kelią, kuris baigsis jo virsmu balta nykštukė.
Iki šiol mes kalbėjome apie gana artimą ateitį. Po stabilizacijos „Milcomed“išlaikys gravitacinį stabilumą milžinišką laikotarpį, bent tūkstantį kartų viršijantį dabartinį Visatos amžių. Tačiau ji bus viena daug anksčiau. Maždaug po 100 milijardų metų ar šiek tiek vėliau visos tolimos galaktikos, kurias galime stebėti šiandien, išnyks iš jos stangrumo. Iki to laiko jų išsiplėtimo greitis, kurį sukelia Visatos plėtimasis, viršys šviesos greitį, kad jų skleidžiami fotonai niekada nepasiektų Milcomed. Kosmologijos kalba kalbant, galaktikos negrįžtamai peržengs jos įvykių horizontą. Akivaizdus jų ryškumas sumažės, o galiausiai visi išblės ir išeis. Taigi stebėtojai „Milcomed“pamatys tik jos pačios žvaigždes - žinoma, tik tas, kurios iki to laiko dar skleis šviesą. Šviesiausi raudonieji nykštukai ilgiausiai išliks aktyvūs, tačiau ne daugiau kaip po 10 trilijonų metų jie taip pat pradės mirti.
Standartinė visata
Standartinis modelis teigia, kad mūsų laikais Visata keičiasi veikiant dviem pagrindiniams veiksniams: paprastosios ir tamsiosios medžiagos sunkumui ir ne nulinės vakuuminės energijos, kuri paprastai vadinama tamsiąja energija, gravitaciniu poveikiu.
Ankstyvajame Visatos amžiuje elektromagnetinės spinduliuotės ir neutrinų srautų energija taip pat reikšmingai prisidėjo prie jos evoliucijos. Dabar jo vaidmuo yra labai mažas, nes spinduliavimo energijos tankis yra labai mažas, be to, jis nuolat krenta dėl erdvės plėtimosi. Tuo pačiu metu tamsiosios energijos tankis, kaip atrodo standartiniame modelyje, išlieka pastovus. Jis nemažėja plečiantis Visatai ir jau yra tris kartus didesnis už monotoniškai krentantį paprastosios ir tamsiosios medžiagos tankį. Todėl tamsi energija sukelia spartėjantį Visatos plėtimąsi, kurio negali sustabdyti susilpnėjęs galaktikų ir tarpgalaktinės aplinkos sunkis.
Strateginiai planai
Kai Visatos amžius pasieks trilijoną metų, CMB bangos ilgis bus lygus jos dydžiui. Tada, o juo labiau vėliau, jokie detektoriai negalės užregistruoti šių ypač mažų fotonų. Todėl bet kokie stebėtojai, nepaisant to, kokie tobuli yra jų instrumentai, negalės naudoti relikvinės radiacijos kaip astronominės informacijos šaltinio.
Dabar šių fotonų spektro smailė yra mikrobangų diapazone, ir juos lengvai aptinka mūsų įranga, teikianti svarbiausią informaciją apie ankstyvąją Visatos istoriją. Tolima ateitis yra toli už standartinio kosmologinio modelio. Mes galime pagrįstai manyti, kad augančios juodosios skylės absorbuos didelę dalį tiek baroniškos, tiek tamsiosios medžiagos, bet kas nutiks jos likučiui, išsibarsčiusiam po didžiulius kosmoso plotus?
Fizika tvirtina, kad elektronams netaikoma jokia skilimo forma, tačiau tokio tikrumo apie protonus nėra. Remiantis šiuolaikiniais duomenimis, protono pusinės eliminacijos laikas negali būti trumpesnis nei 1034 metai - tai yra daug, bet vis tiek ne amžinybė. Taip pat nežinome ilgalaikio tamsiosios materijos dalelių likimo, kuris dar nebuvo atrastas. Labiausiai tikėtina labai tolimos ateities prognozė lemia tai, kad Visata taps ypač tuščia ir atvėsusi iki beveik absoliutaus nulio.
Kaip tiksliai tai įvyks, vis dar nežinoma, čia priklauso nuo pagrindinės fizikos. Tačiau remiantis standartiniu modeliu, ateitis trilijonų metų mastu yra gana nuspėjama. Žinoma, jei vakuume bus rasta keletas naujų savybių, šį scenarijų reikės peržiūrėti, tačiau tai jau nėra spėliojama.
Avi Loeb, profesorius, Harvardo universiteto astronomijos katedros vedėjas, Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro teorijos ir kompiuterinio modeliavimo instituto direktorius.
Kalbėjosi: Aleksejus Levinas, Olegas Makarovas, Dmitrijus Mamontovas