Taip, žinoma, tai tikriausiai mums nerūpi. Ateinančius 50 metų mes nieko nesame tikri ir neįsivaizduojame, kas bus, ką galime ten pasakyti daugelį metų į priekį.
Bet vis tiek įdomu, kaip ten bus? Kaip viskas virs „variniu baseinu“?
Visata yra pasaulinis objektas, apimantis laiką, erdvę ir visą jos turinį: galaktikas, žvaigždes, planetas, jų mėnulius, visus kitus kūnus, visas materijas, visą energiją. Kadaise gimė šis didžiulis ir nuostabus objektas. Kaip ir visi geri dalykai, visata taip pat turi savo pabaigą. Atrodo, kad su praeitimi ir Visatos kilme mokslininkai nusprendė. Tačiau prognozės apie Visatos pabaigą išlieka teorijų rinkinys, kuris duoda skirtingus rezultatus, priklausomai nuo priimtų kelių konstantų verčių.
Gimimas ir gyvenimas
Šiuolaikiniame moksle dominuojanti Visatos atsiradimo teorija yra Didysis sprogimas. Jei ekstrapoliuosime akivaizdų Visatos išsiplėtimą, prieš 13,799 ± 0,021 milijardo metų, visa materija buvo viename taške, kurio dydis buvo nulis, turintis begalinį tankį ir temperatūrą. Tada prasidėjo plėtra. Nedaugelis vėlesnių procesų yra visiškai suprantami šiuolaikinėje fizikoje.
Pikosekundėmis iš kvarko-gluono plazmos susidarė elementariosios dalelės. Vėliau iš jų susidarė protonai ir neutronai, kurie savo ruožtu davė šviesos izotopų branduolius. Kol kas tik branduoliai - materija yra toli nuo atomų.
Praėjus 70 tūkstančių metų nuo pradžios, spinduliuotėje pradeda dominuoti materija. Maždaug nuo 380 tūkstančių metų po Didžiojo sprogimo elektronai ir branduoliai pirmą kartą sudaro neutralius atomus. Žvaigždžių dar nėra. Pirmieji susiformuoja nuo 550 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Žvaigždės renkasi galaktikose. Pastarieji susidaro gravitacinės sąveikos būdu į grupes.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pagal miglotinę hipotezę, ~ 9 milijardus metų po Didžiojo sprogimo (arba prieš ~ 4,6 milijardo metų) tai, kas vėliau taps Saulės sistema, pradėjo formuotis iš vieno dujų ir dulkių debesies. Debesies fragmentas, suspaustas į rutulį centre, aplinkinės dalys taip pat suspaudė ir sukosi greičiau, suformuodamos būdingą diską. Mūsų žvaigždė užsidegė nuo kamuolio, tankėjant medžiagai, susiformavo planetos šaltuose regionuose.
Šiame trumpame aprašyme mus domina galimybė numatyti, kiek laiko Saulė dar gali būti. Praėjus 13,799 milijardui metų nuo visko, mes turime mėlyną Žemę, gyvybę ir nemokamą pornografiją duomenų tinkluose. Mums patogi gyvenimo tvarka gyvuos ilgą laiką, tačiau tik pagal žmogaus standartus.
Po 2,4 milijardo metų Paukščių kelias ir Andromedos galaktika susidurs. Nebus kam to stebėti iš Žemės. Gyvybė mūsų planetoje užges maždaug po milijardo metų - Saulė suteiks per daug šilumos, o vandenynai tiesiog išgarins. Pati žvaigždė truks ilgai.
Saulės gyvenimo ciklas.
Po milijardų metų Saulė jau bus raudona milžinė, jau seniai išnaudojusi vandenilio kuro atsargas. Ji išsiplės maždaug 250 kartų. Kai kurie tyrimai rodo, kad prieš subyrėdamas į baltą nykštuką, Saulė vis tiek užfiksuos Žemę, nes planetos orbita nuskęs žemiau. Tačiau tai nesvarbu - po 7,6 milijardo metų, kai tai įvyks, mūsų planetoje nebus nieko gyvo. Saulė spindės dar milijardus metų, bet daug blankiau. Galų gale jis virs juodu nykštuku. Dar po milijardo metų kitų žvaigždžių sunkumas atims likusias planetas. Saulės sistema nustos egzistuoti.
Per ateinančius šimtus milijonų metų nereikia jaudintis dėl Žemės mirties - šiuo laikotarpiu Saulės sistema yra stabili. Deginti netoliese esančios žvaigždės kurą po milijardų metų net nėra problema. Šiuolaikinė žmonija turi realių užduočių, kurios grasina gerokai pabloginti gyvenimo kokybę. Jų yra daug: pradedant antibiotikais, kurie nustoja veikti dėl superbaidžių pasirodymo, iki pasaulinių klimato pokyčių dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų išsiskyrimo. Galiausiai yra banalus pavojus išprovokuoti termobranduolinį karą ar kitaip sunaikinti save.
Galbūt mūsų palikuonys pakeis Žemės orbitą ar net migruos iš jos. Galbūt Žemė išgyvens šį procesą be nereikalingos pagalbos. Bet su kokiomis problemomis susidurs pomirtingumas, paliksiantis „civilizacijos lopšį“? Kas laukia kitų, nežemiškų gyvybės formų? Galutinės Visatos likimo klausimas stovi prie šiuolaikinio kosmologinio mokslo ribos.
Suspaudimas
Visata plečiasi, galaktikos skleidžiasi viena nuo kitos. Galbūt išsiplėtimo greitis sulėtės, pasieks nulį ir tada eis priešinga kryptimi. Visata gali pradėti mažėti, palaipsniui žlugdama į juodąsias skyles. Ir šios juodosios skylės susilies į vieną. Ši hipotezė vadinama „dideliu suspaudimu“.
Hablo dėsnyje Visatos išsiplėtimo būseną lemia jos tankis. Jei tankis yra mažesnis nei kritinis, Visata toliau augs ir atvės. Jei Visatos tankis yra didesnis, tada gravitacinė jėga palaipsniui sustabdo sklaidą ir nukreipia ją atgal. Visata sumažės.
Žlugimas skirsis nuo pradinio išplėtimo. Didžiulės galaktikų sankaupos susilies, tada ištisos galaktikos pradės susijungti. Kažkuriuo metu žvaigždės priartės taip arti viena kitos, kad dažnai susidurs. Žvaigždės negalės išsklaidyti susidariusios šilumos ir pradės sprogti, palikdamos karštas, nehomogeniškas dujas. Dėl kylančios temperatūros jo atomai suirs elementariomis dalelėmis, kurios bus absorbuojamos susiliejus juodosioms skylėms. Hipotezė nenurodo, kokia bus pabaiga.
Yra dar viena tęsinio hipotezė - „Big Bounce“. Paprasta formuluotė sako, kad Visata išgyvena Didžiojo sprogimo ir Didžiojo suspaudimo ciklus. Galbūt ši Visata atsirado dėl ankstesnio žlugimo. Tai reiškia, kad mes gyvename viename iš nesibaigiančių susitraukimų ir sprogimų ciklo taškų. Tačiau jų numeracija nėra prasminga dėl to, kad praeina vienaskaitos taškas. Kai kurios teorijos teigia, kad Didžiojo suspaudimo rezultatas bus tokia pati, kokia visa tai prasidėjo. Įvyks dar vienas Didysis sprogimas. Ciklas tęsis neribotą laiką.
Tačiau naujausi eksperimentiniai tolimų supernovų, kaip standartinio ryškumo objektų, stebėjimai ir relikvinės spinduliuotės žemėlapio sudarymas rodo, kad plėtimasis ne sulėtėja, o tik pagreitėja.
Išsiplėtimas
„Didysis plyšys“rodo, kad kada nors ateityje visa materija visatoje, žvaigždės ir galaktikos, subatominės dalelės, pati erdvė ir laikas bus suplėšti plėtimosi greičiu. Šios mirties scenarijus sako, kad likus 60 milijonų metų iki finalo Paukščių takas suirs, o po trijų mėnesių Saulės sistemos darbas bus sutrikdytas. Likus pusvalandžiui iki Didžiojo plyšio, Žemė (arba panaši planeta) subyrės, per vieną nanosekundę atomai pradės griūti. Remiantis hipoteze, visa tai įvyks tik po 22 milijardų metų, Saulei išnykus baltai nykštukei.
Vis dėlto populiariausia teorija išlieka nuolatinė plėtra ir dėl to kylanti šilumos mirtis.
Po milijardų metų žvaigždės išdegs. Iš jų liekanų gims balti nykštukai, neutronų žvaigždės ir juodosios skylės. Per 150 milijardų metų nuo dabartinio momento, tuo pačiu galaktikų recesijos pagreičiu, visos galaktikos, esančios už Vietinės grupės ribų, išeis už kosmologinio horizonto. Vietinės grupės įvykiai niekaip negalės paveikti įvykių tolimose galaktikose ir atvirkščiai. Stebint tolimą galaktiką laikas sulėtės ir tada tiesiog sustos. Kitaip tariant, po 150 milijardų metų Vietos grupės stebėtojas niekada nematys įvykių tolimose galaktikose. Daugiau skrydžių į juos ar bet kokios formos susisiekimo nebus įmanoma.
Po 800 milijardų metų Vietinės grupės šviesumas pastebimai sumažės. Senstančios žvaigždės skleis vis mažiau šviesos, raudoni nykštukai išmirs į baltus. Po 2 trilijonų metų nuo raudonojo poslinkio tolimų galaktikų jokiu būdu nebus įmanoma aptikti: net jų gama spindulių bangos ilgiai bus didesni už stebimos visatos dydį.
Po 100 trilijonų metų žvaigždžių susidarymas baigsis, jų likučiai erdvėje blizgės. Užgesus paskutinei žvaigždei, erdvę retkarčiais nušvies dviejų baltų nykštukų susijungimo liepsnos. Po 1015 metų planetos arba nukris ant buvusių žvaigždžių liekanų, arba pateks į kitus kūnus. Panašiai ir po 1019–1020 metų objektai paliks galaktikas. Nedidelė objektų dalis pateks į supermasyvią juodąją skylę.
Tolesnis vystymasis priklauso nuo to, ar protonas yra stabilus, ar ne. Kai kurie eksperimentai teigia, kad minimalus protono pusinės eliminacijos laikas yra 1034 metai. Jei taip yra iš tikrųjų, po 1040 metų Visatoje liks beveik tik leptonai ir fotonai. Žvaigždžių likučiai išnyks, liks tik juodosios skylės. Galbūt nukleonų mirties procesas užtruks ilgiau.
Per 10100 metų nuo dabartinio momento Hawkingo radiacija išgaruos juodosios skylės. Galiausiai visata bus beveik visiškai tuščia. Joje skris fotonai, neutrinai, elektronai ir pozitronai, kartais susidurdami.
Jei protonai yra stabilūs, tada po 101500 šaltojo sintezės ir kvantinio tunelio šviesos branduoliai virs 56Fe geležies atomais. Sunkesni už šį izotopą elementai suirs alfa dalelių emisija. Per 101026 metus kvantinis tunelis pavers didelius daiktus juodosiomis skylėmis. Galbūt geležinės žvaigždės po 101076 metų virs neutroninėmis žvaigždėmis.
Yra tikimybė, kad per 10101056 metus dėl kvantinių svyravimų atsiras naujas Didysis sprogimas. Nors šiame vakuume gali gimti net racionalus padaras: apytikslis Boltzmanno smegenų gimimo laiko įvertinimas atliekamas kartą per 101050 metų.
Yra ir kitų, egzotiškesnių hipotezių. Pavyzdžiui, 2010 m. Mokslininkai prognozavo, kad po penkių milijardų metų laikas baigsis. Šį įvykį bus sunku pamatyti ar kaip nors nuspėti, žadama, kad jis bus staigus. Erdvė gali baigtis dėl klaidingo vakuumo žlugimo į tikrąjį, į žemesnę energetinę būseną, kuri, ko gero, sukels visišką Visatos objektų sunaikinimą.
Visos šios hipotezės yra skirtos tamsiosios energijos paprastos būsenos lygties dabartinėms realijoms. Kaip rodo pavadinimas, mažai žinoma apie tamsiąją energiją. Jei visatos infliacinis modelis yra teisingas, tai pirmosiomis akimirkomis po Didžiojo sprogimo buvo ir kitų tamsiosios energijos formų. Galbūt būsenos lygtis pasikeis. Iš to padaromos išvados pasikeis. Sunku nuspėti, ką sužinosime apie tamsiąją energiją, jei ji išsivystė tik praėjusio amžiaus pabaigoje.
Čia yra dar viena teorinio fiziko Josepho Lykkenio iš Nacionalinės greitintuvo laboratorijos versija. Fermi. Kasmetinėje Amerikos mokslo pažangos asociacijos (AAAS) konferencijoje jis pristatė visos visatos mirties teoriją.
Tyrėjas teigė, kad atrasto Higso bozono savybių tyrimas patvirtina visatos nestabilumo hipotezę. Tai reiškia, kad anksčiau ar vėliau ji gali visiškai nustoti egzistuoti tokia forma, kokia mes ją žinome.
Kalta buvo „Dievo dalelės“masė, kurią nustatė Didžiojo hadronų susidūrimo (LHC) detektoriai, - 126 gigaelektronvoltai.
Kai 1964 m. Peteris Higgsas numatė, kad egzistuoja elementarus bozonas, jo teorinė masė gali svyruoti nuo 114 iki kelių šimtų gigaelektronvoltų. Bet gautas rezultatas pasirodė toje pasienio zonoje, žemiau kurios leidžiama daryti prielaidą apie vadinamąjį „klaidingą“vakuumą.
Paprasčiau tariant, esant tokioms nestabilios subatominės dalelės savybėms, vakuumas Visatoje gali būti ne toks tuščias, kaip įprasta manyti. Jei manysime, kad jis iš tikrųjų turi tam tikrą energijos kiekį, tai su tam tikra tikimybe tikras „tuščias“vakuumas gali atsirasti atsitiktinai tam tikrame kosmoso regione.
"Vienu metu dėl kvantinių svyravimų mažas vakuumo burbulas sukels alternatyvią visatą", - paaiškina Likkenas. "Dėl mažesnio energijos lygio jis išsiplės šviesos greičiu, sugerdamas viską aplinkui".
Tiesą sakant, mes kalbame apie naują Didįjį sprogimą ir vienos Visatos kartos pakeitimą kita. Tačiau neturėtumėte kaupti druskos ir degtukų atsargomis. Pirma, mus supanti kosmoso „versija“pasirodė esanti pakankamai stabili, kad išgyventų 13,5 milijardo metų. Jei prasidės katastrofa, tai įvyks labai labai seniai. Antra, hipotetinio burbulo išsiplėtimas įvyks maksimaliu įmanomu greičiu, o tai reiškia, kad nebus įmanoma numatyti pasaulio pabaigos, o tai įvyks netikėtai ir visiškai nematoma visiems gyviems dalykams.