Смерть Вселенной
Есть одна теория, как зародилась Вселенная, а вот какая смерть Вселенной есть несколько версий. Давайте расстроим и узнаем все возможные варианты.
За всю историю на Земле родилось более 100 миллиардов человек. Большей части из них уже нет живых, каждую секунду на Земле умирает двое. За год на Земле умирает более 56 миллионов человек. Человек не вечен.
А что же животный мир? Большинство людей знает о некоторых вымерших животных, такие как динозавры. Однако считается, что из всех биологических видов, которые когда-либо существовали на нашей планете вымерли 99 процентов. Животный мир тоже подвержен вымиранию.
Если человечество в отдалённом будущем, при помощи науки не найдёт способ перебраться на другие планеты или даже в другие звёздные системы, конец ждёт и саму человеческую цивилизацию.
Хотя это может произойти гораздо раньше, по более банальным причинам. Человек может уничтожить свой планету и сам, но он к тому же ещё не властен над природой, а она очень сурова. Конец ждёт Землю, конец ждёт наше Солнце, и наша Галактика завершит своё существование в сегодняшнем виде. И даже жизнь самой Вселенной когда-нибудь подойдёт к концу. Но как это произойдёт?
На сегодняшний день есть несколько сценариев смерти вселенной. Всё зависят они от различных параметров. Таких, как и её формы, энергии, тёмной материи так далее. Но пока нельзя однозначно сказать, какой из сценариев верный.
Теплова смерть
Давайте рассмотрим первый вариант – это тепловая смерть. С момента своего появления вселенная расширяется. Согласно сценарию, который называется тепловая смерть, она будет расширяться бесконечно долго ещё триллионы и даже десятки триллионов лет. Звёзды будут продолжать формироваться, поглощая строительный газ. Но однажды газ необходимый для их образования закончится или станет сильно разряженный и новые звёзды перестанут появляться. Уже существующие звёзды постепенные исчерпают своё топливо и погаснут. Вселенная медленно и неотвратимо будет становиться всё темнее и холоднее.
Останутся только планеты, потухшие звёзды и чёрные дыры. Далее, начнётся время чёрных дыр, и они будут главными, они поглотят всё оставшееся вещество. Произойти это может через гугол лет, но и чёрные дыры невечные и через невероятно долгое время испаряться из-за излучения Хокинга. Чем больше чёрная дыра, тем медленнее она будет исчезать и в один момент будет вспышка и всё полна тьма. Останутся лишь одни элементарные частицы, которые вряд ли смогут как-то взаимодействовать друг с другом из-за огромного расстояния. Вселенная достигнет максимально низкого энергетического состояния и наступит тепловая смерть. Тёмная, однородная, холодная, и практически пустая, возможно, кое-какие объекты будут встречаться, но это уже смерть.
Возможно, Вселенная будет пребывать в таком состоянии вечно. Но ещё с ненулевой вероятностью из-за случайного квантового события может произойти ещё один большой взрыв, что породит новую Вселенную и опять начнётся всё заново и так будет до бесконечности.
Зарождение и конец Вселенной.
Большой хлопок
Существует второй вариант смерти – это большой хлопок. В расширяющейся вселенной, галактики удаляются друг от друга из-за того, что расширяется само пространство. Она расширяется и внутри галактик, но они не разрушаются потому, что их удерживает сила гравитации. Сегодня известно, что расширение не замедляется, а наоборот ускоряется. Если это ускорение продолжится, однажды скорость расширения превысит силы, с которой гравитация удерживает объекты вместе. Сначала распадутся крупномасштабные структуры скопления галактик, затем распадутся и сами галактики, а затем и Солнечная система. После разрушаться уже сами звёзды и планеты, а, в конце концов, расширение разорвёт саму материю и даже атомы. Далее, привычные законы физики перестанут работать и что будет дальше неизвестно.
Большое сжатие
Существует и третий вариант – это большое сжатие. Если в будущем возобладает не расширение вселенной, а сила гравитации, то расширение будет замедляться и окончательно остановится, а затем пойдёт обратный процесс, вселенная начнёт сжиматься. Через большой промежуток времени Вселенная будет всё меньше и меньше, а значит плотнее и горячие. Галактики сольются, вся материя вероятно сколлапсирует в чёрные дыры, которые в итоге сольются в одну мега чёрную дыру. И она будет содержать всю массу Вселенной и возможно станет сингулярностью, состоянием, которое предшествовало большому взрыву.
Есть предположение, что затем может произойти новый большой взрыв, и он даст жизнь новой Вселенной. А также есть версия, что процесс от большого взрыва до большого сжатия повторяется и так бесконечно. По сегодняшним научным исследованиям самым вероятный сценарий — это тепловая смерть. При ней жизнь вселенной измеряется такими большими числами, что нам даже трудно их представить. Жизнь одного отдельно взятого человека — это ни капля в море и даже не капля в море размером со вселенную в космических масштабах. Она бесконечно коротка, но тем она ценнее.
Вывод
В любом случае, какой бы не был конец, мы этого не узнаем. Да наука идёт вперёд семимильными шагами и делаются новые открытия и возможно учёным удастся ответить на вопрос с большей вероятностью, какая смерть Вселенной. На данный момент выдвигаются различные теории или вероятные события, не более, но это пока.
Источник
Как умрёт Вселенная
Вселенная — глобальный объект, который включает в себя время, космос и всё его содержимое: галактики, звёзды, планеты, их луны, все прочие тела, всю материю, всю энергию. Этот огромный и замечательный объект когда-то зародился. Как у всего хорошего, у Вселенной тоже есть свой конец. С прошлым и зарождением Вселенной учёные вроде как определились. А вот предсказания о конце Вселенной остаются набором теорий, которые выдают разный результат в зависимости от принимаемых значений нескольких постоянных.
Рождение и жизнь
Доминирующей теорией зарождения Вселенной в современной науке является Большой взрыв. Если экстраполировать видимое расширение Вселенной, 13,799 ± 0,021 миллиарда лет назад всё вещество находилось в одной точке нулевого размера с бесконечной плотностью и температурой. Затем началось расширение. Мало какие из последующих процессов находятся в пределах полного понимания современной физики.
За пикосекунды из кварк-глюонной плазмы зародились элементарные частицы. В дальнейшем из них образовались протоны и нейтроны, те в свою очередь дали ядра лёгких изотопов. Пока лишь ядра — до атомов веществу далеко.
Спустя 70 тысяч лет от начальной точки вещество начинает доминировать над излучением. Примерно с 380 тысяч лет после Большого взрыва электроны и ядра впервые образуют нейтральные атомы. Звёзд ещё не существует. Самые первые образуются с 550 миллионов лет после Большого взрыва. Звёзды собираются в галактики. Последних гравитационное взаимодействие формирует в скопления.
Согласно небулярной гипотезе, через ≈9 миллиардов лет после Большого взрыва (или ≈4,6 миллиардов лет назад) из одного газопылевого облака начало формироваться то, что позже станет Солнечной системой. Фрагмент облака сжался в шар по центру, окружающие его части тоже сжимались и вращались быстрее, формируя характерный диск. Из шара зажглась наша звезда, в холодных краях в сгущениях материи образовывались планеты.
В этом кратком описании нас интересует возможность предсказать, сколько Солнце ещё может просуществовать. Через 13,799 миллиардов лет после того, как всё началось, у нас есть голубая от океанов Земля, жизнь и бесплатная порнография по сетям передачи данных. Удобный нам порядок жизни будет существовать долго, но лишь по человеческим меркам.
Через 2,4 миллиарда лет от настоящего момента Млечный путь и Галактика Андромеды столкнутся. С Земли это наблюдать будет некому. Жизнь на нашей планете вымрет через примерно миллиард лет — Солнце будет давать слишком много тепла, и океаны просто испарятся. Сама звезда просуществует долго.
Жизненный цикл Солнца.
Через миллиарды лет Солнце уже будет красным гигантом, давно израсходовавшим свои запасы водородного топлива. Оно расширится в примерно 250 раз. Некоторые исследования показывают, что до схлапывания в белый карлик Солнце всё же захватит Землю, поскольку орбита планеты опустится ниже. Впрочем, это неважно — через 7,6 миллиардов лет, когда это произойдёт, на нашей планете уже не будет ничего живого. Солнце будет светить ещё миллиарды лет, но куда тусклее. В конце концов оно превратится в чёрного карлика. Ещё через миллиарды лет гравитация других звёзд отберёт оставшиеся планеты. Солнечная система прекратит существование.
В ближайшие сотни миллионов лет о гибели Земли беспокоиться не нужно — в этот период Солнечная система устойчива. Выгорание топлива ближайшей звезды через миллиарды лет невозможно назвать даже проблемами. У современного человечества есть настоящие задачи, которые грозят значительным ухудшением качества жизни. Их много: от перестающих работать антибиотиков из-за появления супербактерий до глобального изменения климата из-за выброса парниковых газов. Наконец, есть банальная опасность развязать термоядерную войну или уничтожить самих себя каким-либо ещё образом.
Возможно, наши потомки сдвинут орбиту Земли или вовсе переселятся с неё. Возможно, Земля переживёт этот процесс без лишней помощи. Но какие проблемы будут стоять перед постчеловечеством, которое покинет «колыбель цивилизации»? Что ожидает другие, внеземные формы жизни? Вопрос конечной судьбы Вселенной стоит на границе современной космологической науки.
Cжатие
Вселенная расширяется, галактики разбегаются друг от друга. Быть может, скорость расширения замедлится, дойдёт до нуля, а затем пойдёт в обратном направлении. Вселенная может начать сжиматься, постепенно схлопываясь в черные дыры. И эти чёрные дыры сольются в одну. Эта гипотеза носит название «Большое сжатие».
В законе Хаббла состояние расширения Вселенной определяется её плотностью. Если плотность ниже критической, то Вселенная продолжит увеличиваться в размерах и остывать. Если плотность Вселенной выше, то гравитационная сила постепенно остановит разбегание и направит его вспять. Вселенная будет сжиматься.
Коллапс будет отличаться от изначального расширения. Огромные скопления галактик сблизятся, затем начнут сливаться целые галактики. В какой-то момент звёзды подойдут друг к другу настолько близко, что дойдёт до частых столкновений. Звёзды не смогут рассеивать вырабатываемое тепло и начнут взрываться, оставляя горячий неоднородный газ. Из-за растущей температуры его атомы распадутся на элементарные частицы, которые будут поглощены срастающимися чёрными дырами. Гипотеза не указывает, каков будет финал.
Существует ещё одна гипотеза-продолжение — Большой отскок. Простая формулировка гласит, что Вселенная испытывает циклы Больших взрывов и Больших сжатий. Возможно, и эта Вселенная возникла в результате распада предыдущей. Это означает, что мы живём в одну из точек бесконечного цикла сжатий и взрывов. Впрочем, их нумерация не имеет смысла из-за прохождения точки сингулярности. Некоторые теории утверждают, что результатом Большого сжатия станет то же состояние, с которого всё началось. Произойдёт ещё один Большой Взрыв. Цикл будет бесконечно продолжаться.
Но последние экспериментальные наблюдения дальних сверхновых как объектов стандартной светимости и составление карты реликтового излучения показывают, что расширение не замедляется, а лишь ускоряется.
Расширение
Большой разрыв предполагает, что когда-то в будущем вся материя Вселенной, звезды и галактики, субатомные частицы, само пространство и время будут разорваны скоростью расширения. Сценарий этой смерти гласит, что за 60 миллионов лет до финала распадётся Млечный путь, за три месяца расстроится работа Солнечной системы. За полчаса до Большого разрыва разрушится Земля (или похожая планета), за одну наносекунду начнут разрушаться атомы. Согласно гипотезе, всё это произойдёт лишь через 22 миллиарда лет, уже после угасания Солнца в белый карлик.
Однако наиболее популярной теорией остаётся постоянное расширение и следующая из этого Тепловая смерть.
За миллиарды лет звёзды выгорят. Из их останков родятся белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Через 150 миллиардов лет от текущего момента при том же ускорении разбегания галактик все галактики за пределами Местной группы выйдут за космологический горизонт. События в Местной группе никак не смогут влиять на события в удалённых галактиках, и наоборот. При наблюдении удалённой галактики время будет замедляться, а затем просто остановится. Другими словами, через 150 миллиардов лет наблюдатель в Местной группе никогда не увидит событий в удалённых галактиках. Более не будут возможны ни полёты к ним, ни какие-либо формы связи.
Через 800 миллиардов лет светимость Местной группы заметно снизится. Стареющие звёзды будут выдавать всё меньше света, красные карлики будут вымирать в белые. Через 2 триллиона лет от текущего момента из-за красного смещения удалённые галактики будет невозможно как-либо обнаружить: даже длина волн их гамма-лучей будет выше, чем размер наблюдаемой вселенной.
Через 100 триллионов лет закончится формирование звёзд, в космосе будут тускло светить их остатки. После того, как потухнет последняя звезда, космос изредка будут озарять вспышки слияний двух белых карликов. Через 10 15 лет планеты либо упадут на остатки своих бывших звёзд, либо уйдут к другим телам. Похожим образом через 10 19 —10 20 лет объекты покинут галактики. Небольшая часть объектов упадёт в сверхмассивную чёрную дыру.
Дальнейшее развитие зависит от того, стабилен протон или нет. Некоторые эксперименты утверждают, что минимальный период полураспада протона составляет 10 34 лет. Если это действительно так, через 10 40 лет во Вселенной останутся почти лишь только лептоны и фотоны. Исчезнут остатки звёзд, останутся лишь чёрные дыры. Возможно, процесс гибели нуклонов займёт больше времени.
Через 10 100 лет от текущего момента чёрные дыры испарятся излучением Хокинга. Наконец, Вселенная будет почти полностью пуста. В ней будут летать фотоны, нейтрино, электроны и позитроны, изредка сталкиваясь.
Если протоны стабильны, то через 10 1500 холодным слиянием и квантовым туннелированием лёгкие ядра превратятся в атомы железа 56 Fe. Элементы тяжелее этого изотопа распадутся с излучением альфа-частиц. Через 10 10 26 лет квантовое туннелирование превратит большие объекты в чёрные дыры. Возможно, железные звёзды превратятся в нейтронные через 10 10 76 лет от настоящего момента.
Есть вероятность, через 10 10 10 56 лет квантовые флуктуации зародят новый Большой взрыв. Хотя в этом вакууме может зародиться даже разумное существо: приблизительная оценка времени зарождения Больцмановского мозга — раз в 10 10 50 лет.
Есть и другие, более экзотические гипотезы. К примеру, в 2010 году учёные предсказали, что через пять миллиардов лет время закончится. Это событие трудно будет увидеть или как-то предсказать, его обещают внезапным. Пространство может кончиться из-за схлапывания ложного вакуума в истинный, в более энергетически низкое состояние, что, возможно, повлечёт полное разрушение объектов Вселенной.
Все эти гипотезы разработаны для текущих реалий простого уравнения состояния для тёмной энергии. Как и следует из имени, о тёмной энергии известно мало. Если верна инфляционная модель Вселенной, то в первые моменты после Большого взрыва существовали другие формы тёмной энергии. Возможно, уравнение состояния поменяется. Изменятся выводы, которые можно сделать из него. Трудно предсказать, что мы узнаем о тёмной энергии, если она получила развитие лишь в конце прошлого века.
Но во всех случаях гибель Вселенной — очень далёкое по меркам человечества явление. Если рассматривать её с масштаба продолжительности жизни одного человека, это слишком глобальное событие, чтобы о нём беспокоиться.
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Источник