Áno, samozrejme, to sa nás pravdepodobne netýka. Nie sme si istí ničím nasledujúcich 50 rokov a netušíme, čo sa stane, čo tam môžeme povedať ešte mnoho rokov.
Ale aj tak som zvedavý, ako to tam bude? Ako sa všetko zmení na „medenú nádrž“?
Vesmír je globálny objekt, ktorý zahŕňa čas, priestor a všetok jeho obsah: galaxie, hviezdy, planéty, ich mesiace, všetky ostatné telá, všetku hmotu, všetku energiu. Tento obrovský a úžasný objekt sa raz narodil. Ako všetky dobré veci, aj vesmír má svoj koniec. Zdá sa, že s minulosťou a vznikom vesmíru sa rozhodli vedci. Predpovede o konci vesmíru však zostávajú súborom teórií, ktoré poskytujú rôzne výsledky v závislosti od prijatých hodnôt niekoľkých konštánt.
Narodenie a život
Dominantnou teóriou vzniku vesmíru v modernej vede je Veľký tresk. Ak extrapolujeme zdanlivú expanziu vesmíru pred 13 799 ± 0,021 miliardami rokov, všetka hmota bola v jednom bode nulovej veľkosti s nekonečnou hustotou a teplotou. Potom sa začala expanzia. Len málo z nasledujúcich procesov umožňuje úplné pochopenie modernej fyziky.
Za pikosekundy boli z plazmy kvark-gluón generované elementárne častice. Následne sa z nich vytvorili protóny a neutróny, ktoré zasa poskytli jadrá ľahkých izotopov. Zatiaľ iba jadrá - hmota sú ďaleko od atómov.
Po 70 tisíc rokoch od východiskového bodu začne hmota dominovať nad žiarením. Asi od 380 tisíc rokov po Veľkom tresku tvoria elektróny a jadrá po prvýkrát neutrálne atómy. Hviezdy zatiaľ neexistujú. Úplne prvé vznikajú od 550 miliónov rokov po Veľkom tresku. Hviezdy sa zhromažďujú v galaxiách. Posledné menované sú tvorené gravitačnou interakciou do zhlukov.
Propagačné video:
Podľa nebulárnej hypotézy ≈9 miliárd rokov po Veľkom tresku (alebo ≈4,6 miliárd rokov) sa z jedného oblaku plynu a prachu začalo formovať to, čo sa neskôr stalo slnečnou sústavou. Fragment oblaku stlačený do gule v strede, okolité časti sa tiež rýchlejšie stlačili a rotovali a vytvorili charakteristický disk. Naša hviezda sa rozsvietila z gule, planéty sa formovali v chladných oblastiach pri zahusťovaní hmoty.
V tomto stručnom popise nás zaujíma možnosť predpovedať, ako dlho môže ešte existovať Slnko. 13,799 miliárd rokov po tom, čo to všetko začalo, máme cez dátové siete modrú Zem, život a bezplatnú pornografiu. Poradie života vhodné pre nás bude existovať ešte dlho, ale iba podľa ľudských štandardov.
Za 2,4 miliardy rokov sa zrazí Mliečna dráha a galaxia Andromeda. Zo Zeme to nebude mať kto pozorovať. Život na našej planéte vyhynie asi za miliardu rokov - Slnko poskytne príliš veľa tepla a oceány sa jednoducho odparia. Samotná hviezda vydrží dlho.
Životný cyklus slnka.
O miliardy rokov bude Slnko už červeným obrom, ktorý dlho využíval svoje zásoby vodíkového paliva. Bude sa rozširovať približne 250-krát. Niektoré štúdie ukazujú, že pred zrútením sa do bieleho trpaslíka bude Slnko stále zachytávať Zem, pretože obežná dráha planéty klesne nižšie. To však nevadí - za 7,6 miliárd rokov, keď sa to stane, nebude na našej planéte nič živé. Slnko bude svietiť ešte ďalšie miliardy rokov, ale oveľa slabšie. Nakoniec sa zmení na čierneho trpaslíka. O ďalších miliardu rokov gravitácia ďalších hviezd odnesie zvyšné planéty. Slnečná sústava prestane existovať.
V nasledujúcich stovkách miliónov rokov sa smrti Zeme nemusíte obávať - v tomto období je slnečná sústava stabilná. Spaľovať palivo blízkej hviezdy o miliardy rokov nie je ani problém. Moderné ľudstvo čelí skutočným výzvam, ktoré môžu výrazne zhoršiť kvalitu života. Je ich veľa: od antibiotík, ktoré prestávajú účinkovať kvôli objaveniu sa superbugov, až po globálne zmeny podnebia v dôsledku uvoľňovania skleníkových plynov. Napokon existuje banálne nebezpečenstvo rozpútania termonukleárnej vojny alebo iného zničenia.
Možno naši potomkovia posunú obežnú dráhu Zeme alebo sa z nej dokonca pohnú. Možno Zem prežije tento proces bez zbytočnej pomoci. Akým problémom však bude čeliť posmrtnosť, ktorá opustí „kolísku civilizácie“? Čo čaká ďalšie, mimozemské formy života? Otázka konečného osudu vesmíru stojí na hranici modernej kozmologickej vedy.
Kompresia
Vesmír sa rozpína, galaxie sa navzájom rozptyľujú. Možno sa rýchlosť expanzie spomalí, dosiahne nulu a potom pôjde opačným smerom. Vesmír sa môže začať zmenšovať a postupne sa zrútiť do čiernych dier. A tieto čierne diery sa spoja do jednej. Táto hypotéza sa nazýva „Veľká kompresia“.
V Hubblovom zákone je stav rozpínania vesmíru určený jeho hustotou. Ak je hustota pod kritickou hodnotou, potom bude vesmír pokračovať v raste a ochladzovaní. Ak je hustota vesmíru vyššia, potom gravitačná sila postupne zastaví rozptyl a nasmeruje ho dozadu. Vesmír sa zmenší.
Kolaps sa bude líšiť od pôvodného rozšírenia. Obrovské zhluky galaxií sa zbiehajú, potom sa začnú spájať celé galaxie. V určitom okamihu sa hviezdy k sebe priblížia tak blízko, že dôjde k častým zrážkam. Hviezdy nebudú schopné rozptýliť vytvorené teplo a začnú explodovať a zostane horúci nehomogénny plyn. Vďaka zvyšujúcej sa teplote sa jeho atómy rozpadnú na elementárne častice, ktoré budú absorbované splynutím čiernych dier. Hypotéza nenaznačuje, aký bude koniec.
Existuje ďalšia pokračujúca hypotéza - Veľký odskok. Jednoduchá formulácia hovorí, že Vesmír zažíva cykly Veľkého tresku a Veľkej kompresie. Možno tento vesmír vznikol v dôsledku zrútenia predchádzajúceho. To znamená, že žijeme v jednom z bodov nekonečného cyklu kontrakcií a výbuchov. Ich číslovanie však nemá zmysel kvôli prechodu bodu singularity. Niektoré teórie tvrdia, že veľká kompresia bude mať za následok rovnaký stav, ktorý to všetko začal. Stane sa ďalší Veľký tresk. Cyklus bude pokračovať donekonečna.
Ale najnovšie experimentálne pozorovania vzdialených supernov ako objektov štandardnej svietivosti a zostavenie reliktnej radiačnej mapy ukazujú, že expanzia sa nespomaľuje, ale iba zrýchľuje.
Expanzia
Veľký roztržka naznačuje, že niekedy v budúcnosti bude všetka hmota vo vesmíre, hviezdy a galaxie, subatomárne častice, priestor a čas samotný roztrhané rýchlosťou expanzie. Scenár tejto smrti hovorí, že 60 miliónov rokov pred finále sa Mliečna cesta rozpadne a o tri mesiace bude narušená práca slnečnej sústavy. Pol hodiny pred Veľkým ripom sa Zem (alebo podobná planéta) zrúti, za jednu nanosekundu sa začnú zrútiť atómy. Podľa hypotézy sa to všetko stane až po 22 miliardách rokov, po vyhynutí Slnka na bieleho trpaslíka.
Najobľúbenejšou teóriou však zostáva neustále rozširovanie a z neho vyplývajúca horúčava.
O miliardy rokov hviezdy zhoria. Z ich pozostatkov sa narodia bieli trpaslíci, neutrónové hviezdy a čierne diery. Za 150 miliárd rokov od súčasného okamihu, pri rovnakom zrýchlení recesie galaxií, pôjdu všetky galaxie mimo Miestnej skupiny za kozmologický horizont. Udalosti v miestnej skupine nebudú môcť nijakým spôsobom ovplyvňovať dianie vo vzdialených galaxiách a naopak. Pri pozorovaní vzdialenej galaxie sa čas spomalí a potom sa jednoducho zastaví. Inými slovami, po 150 miliardách rokov pozorovateľ v miestnej skupine nikdy neuvidí udalosti vo vzdialených galaxiách. Už k nim nebudú možné lety, ani nebude možná žiadna forma komunikácie.
Po 800 miliardách rokov sa svietivosť miestnej skupiny znateľne zníži. Starnúce hviezdy budú rozdávať čoraz menej svetla, červení trpaslíci vymrú na bielych. Po 2 biliónoch rokov od súčasného okamihu nebude možné vďaka červenému posunu vzdialené galaxie nijakým spôsobom detekovať: dokonca aj vlnová dĺžka ich gama lúčov bude vyššia ako veľkosť pozorovateľného vesmíru.
O 100 biliónov rokov sa formovanie hviezd ukončí, ich zvyšky budú vo vesmíre matne svietiť. Po zhasnutí poslednej hviezdy bude priestor príležitostne osvetlený svetlicami spojenia dvoch bielych trpaslíkov. Po 1015 rokoch planéty buď spadnú na zvyšky ich bývalých hviezd, alebo pôjdu k iným telesám. Podobne za 1019 - 1020 rokov opustia objekty galaxie. Malá časť predmetov spadne do supermasívnej čiernej diery.
Ďalší vývoj závisí od toho, či je protón stabilný alebo nie. Niektoré experimenty tvrdia, že minimálny polčas protónu je 1034 rokov. Ak je to skutočne tak, o 1040 rokov vo vesmíre zostanú takmer iba leptóny a fotóny. Zvyšky hviezd zmiznú, zostanú len čierne diery. Možno bude proces nukleónovej smrti trvať dlhšie.
O 10100 rokov od súčasného okamihu sa čierne diery odparia Hawkingovým žiarením. Nakoniec bude vesmír takmer úplne prázdny. Poletia v nej fotóny, neutrína, elektróny a pozitróny, ktoré sa občas zrazia.
Ak sú protóny stabilné, potom sa po 10 1500 fúziách za studena a kvantovom tunelovaní premenia ľahké jadrá na atómy železa 56Fe. Prvky ťažšie ako tento izotop sa rozpadnú s emisiou alfa častíc. Za 10 1026 rokov premení kvantové tunelovanie veľké objekty na čierne diery. Možno sa železné hviezdy za 10 1076 rokov stanú neutrónovými hviezdami.
Existuje možnosť, že za 10101056 rokov kvantové výkyvy povedú k novému veľkému tresku. Aj keď v tomto vákuu môže vzniknúť aj racionálne stvorenie: približný odhad času narodenia Boltzmannovho mozgu je raz za 101050 rokov.
Existujú aj iné, exotickejšie hypotézy. Napríklad v roku 2010 vedci predpovedali, že o päť miliárd rokov čas skončí. Túto udalosť bude ťažké vidieť alebo nejako predvídať, sľubuje sa, že bude náhla. Vesmír sa môže skončiť v dôsledku zrútenia sa falošného vákua do skutočného, do nižšieho energetického stavu, čo pravdepodobne bude mať za následok úplné zničenie objektov vo vesmíre.
Všetky tieto hypotézy sú navrhnuté pre súčasné reality jednoduchej stavovej rovnice pre temnú energiu. Ako naznačuje názov, o temnej energii sa vie len málo. Ak je inflačný model vesmíru správny, potom v prvých okamihoch po Veľkom tresku existovali ďalšie formy temnej energie. Možno sa zmení stavová rovnica. Závery, ktoré z toho možno vyvodiť, sa zmenia. Je ťažké predpovedať, čo sa o temnej energii dozvieme, ak sa vyvinula až na konci minulého storočia.
Tu je ďalšia verzia teoretického fyzika Josepha Lykkena z Národného urýchľovacieho laboratória. Fermi. Na výročnej konferencii Americkej asociácie pre pokrok vo vede (AAAS) predstavil teóriu smrti celého vesmíru.
Vedec uviedol, že štúdium vlastností objaveného Higgsovho bozónu potvrdzuje hypotézu o nestabilite vesmíru. To znamená, že skôr alebo neskôr môže úplne prestať existovať v podobe, v akej ho poznáme.
Na vine bola hmota „Božej častice“, ktorú stanovili detektory Veľkého hadrónového urýchľovača (LHC) - 126 gigaelektronvoltov.
Keď v roku 1964 Peter Higgs predpovedal existenciu elementárneho bozónu, jeho teoretická hmotnosť sa mohla pohybovať v širokom rozmedzí od 114 do niekoľkých stoviek gigaelektronvoltov. Získaný výsledok sa ale ukázal v hraničnom pásme, pod ktorým je povolený predpoklad takzvaného „falošného“vákua.
Jednoducho povedané, s takými vlastnosťami nestabilnej subatomárnej častice nemusí byť vákuum vo vesmíre také prázdne, ako sa bežne myslí. Ak predpokladáme, že skutočne vlastní určité množstvo energie, potom sa s určitou pravdepodobnosťou môže v niektorých oblastiach vesmíru náhodne objaviť skutočné „prázdne“vákuum.
"V jednom okamihu, vďaka kvantovým výkyvom, vznikne malá bublina vákua a vznik alternatívneho vesmíru," vysvetľuje Likken. „Vďaka svojej nižšej energetickej úrovni sa bude rozpínať rýchlosťou svetla a absorbovať všetko okolo seba.“
V skutočnosti hovoríme o novom Veľkom tresku a nahradení jednej generácie vesmíru druhou. Nemali by ste si však robiť zásoby soli a zápaliek. Najskôr sa ukázalo, že „verzia“vesmíru, ktorá nás obklopuje, je dostatočne stabilná na to, aby prežila 13,5 miliárd rokov. Ak dôjde ku katastrofe, stane sa to veľmi, veľmi dávno. Po druhé, expanzia hypotetickej bubliny nastane maximálnou možnou rýchlosťou, čo znamená, že nebude možné predpovedať koniec sveta a stane sa to neočakávane a pre všetky živé veci úplne neviditeľné.