Ja, natuurlijk, dit gaat ons waarschijnlijk niet aan. We zijn nergens zeker van voor de komende 50 jaar, en we hebben geen idee wat er zal gebeuren, wat kunnen we daar nog vele jaren zeggen.
Maar toch vraag ik me af hoe het daar zal zijn? Hoe zal alles veranderen in een "koperen bekken"?
Het universum is een globaal object dat tijd, ruimte en al zijn inhoud omvat: melkwegstelsels, sterren, planeten, hun manen, alle andere lichamen, alle materie, alle energie. Dit enorme en prachtige object was ooit geboren. Zoals alle goede dingen, heeft ook het universum zijn einde. Met het verleden en de oorsprong van het heelal lijken wetenschappers te hebben besloten. Maar voorspellingen over het einde van het heelal blijven een reeks theorieën die verschillende resultaten opleveren, afhankelijk van de geaccepteerde waarden van verschillende constanten.
Geboorte en leven
De dominante theorie over het ontstaan van het universum in de moderne wetenschap is de oerknal. Als we de schijnbare expansie van het heelal extrapoleren, 13,799 ± 0,021 miljard jaar geleden bevond alle materie zich op een punt van nul grootte met een oneindige dichtheid en temperatuur. Toen begon de uitbreiding. Er zijn maar weinig van de volgende processen die binnen het volledige begrip van de moderne fysica vallen.
In picoseconden werden elementaire deeltjes gegenereerd uit het quark-gluon-plasma. Vervolgens werden er protonen en neutronen uit gevormd, die op hun beurt kernen van lichte isotopen gaven. Tot dusverre zijn alleen kernen - materie verre van atomen.
Na 70 duizend jaar vanaf het beginpunt begint materie straling te domineren. Vanaf ongeveer 380 duizend jaar na de oerknal vormen elektronen en kernen voor het eerst neutrale atomen. Sterren bestaan nog niet. De allereerste worden gevormd vanaf 550 miljoen jaar na de oerknal. Sterren verzamelen zich in sterrenstelsels. Deze laatste worden gevormd door zwaartekrachtsinteractie tot clusters.
Promotie video:
Volgens de nevelhypothese, ≈9 miljard jaar na de oerknal (of ≈4,6 miljard jaar geleden), begon wat later het zonnestelsel zou worden zich te vormen uit één wolk van gas en stof. Een fragment van de wolk stortte in tot een bal in het midden, de omliggende delen stortten ook in en roteerden sneller en vormden een karakteristieke schijf. Onze ster lichtte op vanaf de bal, planeten werden gevormd in de koude gebieden door verdikking van materie.
In deze korte beschrijving zijn we geïnteresseerd in de mogelijkheid om te voorspellen hoe lang de zon nog bestaat. 13,799 miljard jaar nadat het allemaal begon, hebben we een blauwe aarde, leven en gratis pornografie via datanetwerken. De volgorde van het leven die voor ons geschikt is, zal lang bestaan, maar alleen naar menselijke maatstaven.
Over 2,4 miljard jaar zullen de Melkweg en het Andromedastelsel met elkaar in botsing komen. Niemand zal het vanaf de aarde waarnemen. Het leven op onze planeet zal binnen ongeveer een miljard jaar uitsterven - de zon zal voor te veel warmte zorgen en de oceanen zullen gewoon verdampen. De ster zelf gaat lang mee.
Levenscyclus van de zon.
Over miljarden jaren zal de zon al een rode reus zijn die zijn reserves aan waterstofbrandstof al lang heeft opgebruikt. Het zal ongeveer 250 keer worden uitgebreid. Sommige studies tonen aan dat voordat de zon in een witte dwerg valt, de zon nog steeds de aarde zal veroveren, omdat de baan van de planeet lager zal zinken. Het maakt echter niet uit - over 7,6 miljard jaar, als dit gebeurt, zal er niets meer op onze planeet leven. De zon zal miljarden jaren langer schijnen, maar veel zwakker. Het zal uiteindelijk veranderen in een zwarte dwerg. Over nog een miljard jaar zal de zwaartekracht van andere sterren de resterende planeten wegnemen. Het zonnestelsel zal ophouden te bestaan.
In de komende honderden miljoenen jaren hoeft u zich geen zorgen te maken over de dood van de aarde - gedurende deze periode is het zonnestelsel stabiel. Over miljarden jaren de brandstof van een nabije ster verbranden is niet eens een probleem. De moderne mensheid staat voor echte uitdagingen die de kwaliteit van leven aanzienlijk dreigen te verslechteren. Er zijn er veel: van antibiotica die niet meer werken vanwege het verschijnen van superbacteriën tot wereldwijde klimaatverandering door de uitstoot van broeikasgassen. Ten slotte is er een banaal gevaar dat we een thermonucleaire oorlog ontketenen of onszelf op een andere manier vernietigen.
Misschien zullen onze nakomelingen de baan van de aarde verschuiven of er zelfs van af bewegen. Misschien zal de aarde dit proces overleven zonder onnodige hulp. Maar met welke problemen zal de posthumaniteit worden geconfronteerd, die de "bakermat van de beschaving" zal verlaten? Wat staat andere, buitenaardse levensvormen te wachten? De vraag naar het uiteindelijke lot van het heelal staat op de grens van de moderne kosmologische wetenschap.
Compressie
Het universum breidt zich uit, sterrenstelsels verspreiden zich van elkaar. Misschien zal de expansiesnelheid afnemen, nul bereiken en dan in de tegenovergestelde richting gaan. Het universum kan beginnen te krimpen en geleidelijk instorten in zwarte gaten. En deze zwarte gaten zullen samensmelten tot één. Deze hypothese wordt "Big Compression" genoemd.
Volgens de wet van Hubble wordt de staat van expansie van het heelal bepaald door zijn dichtheid. Als de dichtheid lager is dan kritiek, zal het universum in omvang blijven toenemen en afkoelen. Als de dichtheid van het heelal hoger is, zal de zwaartekracht de verstrooiing geleidelijk stoppen en naar achteren richten. Het universum zal krimpen.
De ineenstorting zal verschillen van de oorspronkelijke uitbreiding. Enorme clusters van sterrenstelsels zullen samenkomen, waarna hele sterrenstelsels zullen samenvloeien. Op een gegeven moment zullen de sterren zo dicht bij elkaar komen dat er regelmatig botsingen komen. De sterren zullen de opgewekte warmte niet kunnen afvoeren en zullen beginnen te exploderen, waardoor een heet, inhomogeen gas achterblijft. Door de stijgende temperatuur vervallen de atomen tot elementaire deeltjes, die worden geabsorbeerd door coalescerende zwarte gaten. De hypothese geeft niet aan wat het einde zal zijn.
Er is nog een vervolghypothese: Big Bounce. De eenvoudige formulering zegt dat het universum oerknal- en grote compressiecycli doormaakt. Misschien is dit universum ontstaan als gevolg van de ineenstorting van het vorige. Dit betekent dat we leven op een van de punten van een eindeloze cyclus van weeën en explosies. Hun nummering is echter niet logisch vanwege het passeren van het singulariteitspunt. Sommige theorieën beweren dat de grote compressie zal resulteren in dezelfde staat waarmee het allemaal begon. Er zal weer een Big Bang plaatsvinden. De cyclus zal eindeloos doorgaan.
Maar de laatste experimentele waarnemingen van verre supernovae als objecten met standaardhelderheid en de samenstelling van een relikwie-stralingskaart laten zien dat de expansie niet vertraagt, maar alleen versnelt.
Uitbreiding
The Great Rip suggereert dat ergens in de toekomst alle materie in het universum, sterren en melkwegstelsels, subatomaire deeltjes, ruimte en tijd zelf uit elkaar zal worden getrokken door de snelheid van expansie. Het scenario van deze dood zegt dat 60 miljoen jaar voor de finale de Melkweg uiteen zal vallen en dat het werk van het zonnestelsel binnen drie maanden zal worden verstoord. Een half uur voor de Big Rip zal de aarde (of een soortgelijke planeet) instorten, en binnen een nanoseconde zullen atomen beginnen in te storten. Volgens de hypothese zal dit allemaal pas na 22 miljard jaar gebeuren, na het uitsterven van de zon tot een witte dwerg.
De meest populaire theorie blijft echter constante uitbreiding en de resulterende hittedood.
Over miljarden jaren zullen de sterren doorbranden. Uit hun overblijfselen zullen witte dwergen, neutronensterren en zwarte gaten worden geboren. Over 150 miljard jaar vanaf het huidige moment, met dezelfde versnelling van de recessie van sterrenstelsels, zullen alle sterrenstelsels buiten de Lokale Groep voorbij de kosmologische horizon gaan. Gebeurtenissen in de Lokale Groep zullen op geen enkele manier invloed kunnen uitoefenen op gebeurtenissen in verre melkwegstelsels, en vice versa. Bij het observeren van een ver sterrenstelsel, zal de tijd vertragen en dan gewoon stoppen. Met andere woorden, na 150 miljard jaar zal een waarnemer in de Lokale Groep nooit gebeurtenissen in verre melkwegstelsels zien. Geen vluchten meer naar hen, of enige vorm van communicatie is mogelijk.
Na 800 miljard jaar zal de helderheid van de Lokale Groep merkbaar afnemen. Verouderende sterren zullen steeds minder licht uitstralen, rode dwergen zullen uitsterven in witte. Na 2 biljoen jaar zullen verre sterrenstelsels door roodverschuiving op geen enkele manier meer te detecteren zijn: zelfs de golflengten van hun gammastralen zullen groter zijn dan de grootte van het waarneembare heelal.
Over 100 biljoen jaar zal de vorming van sterren eindigen, hun overblijfselen zullen vaag in de ruimte schijnen. Nadat de laatste ster is uitgegaan, wordt de ruimte af en toe verlicht door fakkels van fusies van twee witte dwergen. Na 1015 jaar zullen de planeten ofwel op de overblijfselen van hun vroegere sterren vallen, of naar andere lichamen gaan. Evenzo zullen objecten over 1019-1020 jaar de sterrenstelsels verlaten. Een klein deel van de objecten zal in een superzwaar zwart gat vallen.
Verdere ontwikkeling hangt ervan af of het proton stabiel is of niet. Sommige experimenten beweren dat de minimale halfwaardetijd van een proton 1034 jaar is. Als dit echt zo is, zullen over 1040 jaar bijna alleen leptonen en fotonen in het heelal overblijven. Overblijfselen van sterren zullen verdwijnen, alleen zwarte gaten blijven over. Misschien duurt het proces van vernietiging van nucleonen langer.
Over 10100 jaar vanaf het huidige moment zullen zwarte gaten verdampen door Hawking-straling. Eindelijk zal het universum bijna helemaal leeg zijn. Fotonen, neutrino's, elektronen en positronen zullen erin vliegen en af en toe botsen.
Als de protonen stabiel zijn, zullen lichte kernen na 101500 koude fusie en kwantumtunneling veranderen in 56 Fe ijzeratomen. Elementen zwaarder dan deze isotoop zullen vervallen met de emissie van alfadeeltjes. Over 101026 jaar zal kwantumtunneling grote objecten in zwarte gaten veranderen. Misschien veranderen ijzeren sterren over 101076 jaar in neutronensterren.
Het is mogelijk dat kwantumfluctuaties over 10101056 jaar aanleiding zullen geven tot een nieuwe oerknal. Hoewel in dit vacuüm zelfs een intelligent wezen kan worden geboren: een geschatte schatting van het tijdstip van de geboorte van de Boltzmann-hersenen is eens in de 101050 jaar.
Er zijn andere, meer exotische hypothesen. In 2010 voorspelden wetenschappers bijvoorbeeld dat de tijd over vijf miljard jaar zou eindigen. Deze gebeurtenis zal moeilijk te zien of op de een of andere manier te voorspellen zijn, er wordt beloofd dat ze plotseling zal zijn. De ruimte kan eindigen als gevolg van het ineenstorten van een vals vacuüm tot een echt vacuüm, tot een lagere energetische staat, wat kan leiden tot de volledige vernietiging van objecten in het universum.
Al deze hypothesen zijn ontworpen voor de huidige realiteit van een eenvoudige toestandsvergelijking voor donkere energie. Zoals de naam suggereert, is er weinig bekend over donkere energie. Als het inflatoire model van het heelal correct is, bestonden er in de eerste ogenblikken na de oerknal andere vormen van donkere energie. Misschien verandert de toestandsvergelijking. De conclusies die daaruit kunnen worden getrokken, zullen veranderen. Het is moeilijk te voorspellen wat we zullen leren over donkere energie als deze zich pas aan het einde van de vorige eeuw heeft ontwikkeld.
Hier is een andere versie van theoretisch fysicus Joseph Lykken van het National Accelerator Laboratory. Fermi. Op de jaarlijkse conferentie van de American Association for the Advancement of Science (AAAS) presenteerde hij de theorie van de dood van het hele universum.
De onderzoeker zei dat de studie van de eigenschappen van het ontdekte Higgs-deeltje de hypothese van de instabiliteit van het universum bevestigt. Dit betekent dat het vroeg of laat volledig kan ophouden te bestaan in de vorm waarin we het kennen.
De schuld was de massa van het "Goddeeltje", ingesteld door de detectoren van de Large Hadron Collider (LHC), - 126 giga-elektronvolt.
Toen Peter Higgs in 1964 het bestaan van een elementair boson voorspelde, kon de theoretische massa ervan variëren van 114 tot enkele honderden giga-elektronvolt. Maar het verkregen resultaat bleek in die grenszone te liggen, waaronder de aanname van het zogenaamde "valse" vacuüm is toegestaan.
Simpel gezegd, met dergelijke eigenschappen van een onstabiel subatomair deeltje is het vacuüm in het heelal misschien niet zo leeg als algemeen wordt aangenomen. Als we aannemen dat het in feite een bepaalde hoeveelheid energie bezit, dan kan met een zekere waarschijnlijkheid bij toeval een echt "leeg" vacuüm ontstaan in een bepaald gebied van de ruimte.
"Op een gegeven moment, als gevolg van kwantumfluctuaties, zal een kleine luchtbel van vacuüm aanleiding geven tot een alternatief universum", legt Likken uit. "Vanwege zijn lagere energieniveau zal het uitzetten met de snelheid van het licht en alles eromheen absorberen."
In feite hebben we het over een nieuwe oerknal en de vervanging van de ene generatie van het universum door een andere. Maar je moet geen zout en lucifers inslaan. Ten eerste bleek de "versie" van de ruimte die ons omringt stabiel genoeg om 13,5 miljard jaar te overleven. Als er een catastrofe uitbreekt, zal het heel, heel lang geleden gebeuren. Ten tweede zal de uitzetting van de hypothetische bubbel plaatsvinden met de hoogst mogelijke snelheid, wat betekent dat het niet mogelijk zal zijn om het einde van de wereld te voorspellen, en het zal onverwacht en volledig onzichtbaar zijn voor alle levende wezens.
