Ne essen pánikba, de bolygónk el van ítélve. Csak egy ideig eltart. Nagyjából 6 milliárd év múlva a Föld valószínűleg elpárolog, amikor a haldokló Nap vörös óriássá bővül és elnyeli bolygónkat.
De a Föld csak egy bolygó a Naprendszerben, a Nap csak a csillagok százmilliárdjainak egyike a galaxisban, és a megfigyelhető univerzumban több száz milliárd galaxis található. Mi vár minderre? Hogyan végződik az univerzum?
A tudomány sokkal kevésbé van eldöntve, hogy ez hogyan fog történni. Még abban sem vagyunk biztosak, hogy az univerzum szilárd lesz-e, meghatározott vége, vagy csak lassan farka. A fizika legjobb megértése azt sugallja, hogy az univerzális apokalipszisnek számos lehetősége van. Néhány tippet is kínál arra, hogy miként élhetnénk át, csak talán túlélhetnénk.
Az univerzum végére vonatkozó első nyomunk a termodinamika, a hő tanulmányozása. A termodinamika a fizika vad szemű utcai prédikátora, aki karton plakátot visel, amelyen egyszerű figyelmeztetés van: “JÖN A HŐHALÁL”. sokkal rosszabb, mint amikor ropogóssá égnek minden hőkülönbség halála.
Ez nem tűnhet félelmetesnek, de a hőhalál sokkal rosszabb, mint ha ropogósra égetnék. Ez azért van, mert a mindennapi életben szinte mindenhez valamilyen hőmérséklet-különbség szükséges, akár közvetlenül, akár közvetve.
Például az autója azért jár, mert a motorja belsejében melegebb, mint kívül. A számítógép a helyi erőmű villamos energiájával működik, amely valószínűleg vízmelegítéssel és turbina meghajtására szolgál. És táplálékot fogyaszt, amely a Nap és az univerzum többi része közötti hatalmas hőmérséklet-különbségnek köszönhetően létezik.
Amint azonban az univerzum eléri a hőhalált, mindenhol minden azonos hőmérsékletű lesz. Ez azt jelenti, hogy soha többé nem történik semmi érdekes.
A hőhalál az univerzum egyetlen lehetséges végének tűnt
Minden csillag meghal, szinte minden anyag elpusztul, és végül csak egy ritka részecskékből és sugárzásból álló leves marad. Még ennek a levesnek az energiáját is el fogja veszíteni az idő múlásával az univerzum tágulása, ami mindent csak egy fokkal töredékesen hagy az abszolút nulla fölött.
Ebben a “nagy fagyban” az univerzum egységesen végződik hideg, holt és üres.
Az 1800-as évek elején a termodinamika fejlődése után a hőhalál az univerzum egyetlen lehetséges módjának tűnt. De 100 évvel ezelőtt Albert Einstein általános relativitáselmélete azt sugallta, hogy az univerzumnak sokkal drámaibb sorsa van.
Az általános relativitáselmélet szerint az anyag és az energia megvetíti a teret és az időt. Ez a kapcsolat a tér-idő és anyag-energia (cucc) – a színpad és a rajta szereplő szereplők között – az egész univerzumra kiterjed. Einstein szerint az univerzumban lévő dolgok meghatározzák a világegyetem végső sorsát.
Az univerzum valami hihetetlenül kicsiben kezdődött, majd hihetetlenül gyorsan kibővült
Az elmélet azt jósolta, hogy az univerzum mint Az egésznek vagy tágulnia vagy összehúzódnia kell. Nem maradhatott ugyanolyan méretű. Einstein ezt 1917-ben rájött, és annyira vonakodott elhinni, hogy saját elméletét találta ki.
Majd 1929-ben az amerikai csillagász Edwin Hubble komoly bizonyítékot talált arra, hogy az univerzum tágul. Einstein meggondolta magát, és korábbi ragaszkodását statikusnak nevezte világegyetem karrierje “legnagyobb baklövése”.
Ha az univerzum tágul, akkor valamikor sokkal kisebbnek kellett lennie, mint most. Ez a felismerés vezetett az ősrobbanás elméletéhez: az az elképzelés, hogy az univerzum valami hihetetlenül kicsiben kezdődött, majd hihetetlenül gyorsan kibővült. Ma is láthatjuk az ősrobbanás “utánvilágítását”, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásban – állandó rádióhullám-sugárzás, amely az ég minden irányából érkezik.
Akkor a világegyetem sorsa , egy nagyon egyszerű kérdésen múlik: vajon az univerzum tovább bővül-e, és milyen gyorsan?
Ha túl sok dolog van, akkor a az univerzum lelassul és leáll
Egy normális “dolgokat”, például anyagot és fényt tartalmazó univerzum esetében a válasz erre a kérdésre attól függ, hogy mennyi dolog van Több dolog nagyobb gravitációt jelent, ami mindent visszahúz és lassítja a terjeszkedést.
Amíg a cuccok mennyisége nem lépi túl a kritikus küszöböt, az univerzum örökké bővülni fog, és végül hőhalált szenved, megfagy.
De ha túl sok dolog van, az univerzum terjeszkedése lelassul és leáll. Ezután az univerzum összehúzódni kezd. Az összehúzódó világegyetem egyre kisebbre zsugorodik, egyre forróbb és sűrűbb lesz mesésen kompakt pokolban végződik, egyfajta fordított ősrobbanással, amelyet nagy roppanásnak neveznek.
A 20. század nagy részében az asztrofizikusok nem voltak biztosak abban, hogy ezek közül a forgatókönyvek közül melyik játszódik le. A Big Freeze vagy a Big Crunch lenne? Jég vagy tűz?
A sötét energia széthúzza az univerzumot
Megpróbálták kozmikus összeírást végezni, összeadva azt, hogy mennyi dolog van univerzumunkban. Kiderült, hogy furcsamód közel vagyunk a kritikus küszöbhöz, sorsunkat bizonytalanná téve.
Mindez a 20. század végén megváltozott. 1998-ban két egymással versengő asztrofizikus csapat tett elképesztő bejelentést: a világegyetem tágulása felgyorsul.
A normál anyag és az energia nem képes arra, hogy az univerzum így viselkedjen. Ez volt az első bizonyíték egy alapvetően újfajta “sötét energiának” nevezett energiának, amely “nem úgy viselkedett, mint bármi más a kozmoszban.
A sötét energia széthúzza az univerzumot. Még mindig nem” értsd meg, mi ez, de az univerzumban az energia nagyjából 70% -a sötét energia, és ez a szám minden nap növekszik.
A sötét energia megléte azt jelenti, hogy a világegyetemben lévő dolgok mennyisége nem ” Nem kell meghatározni a végső sorsát.
Ehelyett a sötét energia irányítja a kozmoszt, minden időre felgyorsítva az univerzum tágulását. Ez sokkal kevésbé valószínűvé teszi a Nagy Válságot.
De ez nem azt jelenti, hogy a Nagy Fagyás elkerülhetetlen. Vannak más lehetőségek is.
Ezek egyike nem a kozmosz tanulmányozásából, hanem a szubatomi részecskék világából származik. Talán ez az univerzum legfurcsább sorsa. Úgy hangzik, mint valami tudományos-fantasztikus, és bizonyos értelemben az is.
A Kurt Vonnegut klasszikus sci-fi regényében, a Macska bölcsőjében a ice-nine a vízjég új formája. figyelemre méltó tulajdonság: 46 ° C-on fagy, 0 ° C-on nem. Amikor a jégkilenc kristályt egy pohár vízbe ejtik, a körülötte lévő víz azonnal a kristály után mintázza magát, mivel alacsonyabb az energiája, mint a folyékony víznek.
A jég sehol sem kezdhet képződni
A jégkilenc új kristályai ugyanezt teszik a körülöttük lévő vízzel , és egy szempillantás alatt a láncreakció a pohárban lévő összes vizet – vagy (spoiler riasztást!) a Föld összes óceánját – szilárd jégkilencszé alakítja.
Ugyanez történhet a való életben normális jéggel és normál vízzel történnek. Ha nagyon tiszta vizet tesz egy nagyon tiszta pohárba, és alig 0 ° C alá hűti, a víz túlhűtött lesz: folyékony marad a természetes fagypont alatt. Nincsenek szennyeződések a vízben, és érdes foltok nincsenek az üvegen, így nincs sehol a jég kialakulása. De ha egy jégkristályt ejtünk az üvegbe, a víz gyorsan meg fog fagyni, akárcsak a jég-kilenc .
A jégkilenc és a túlhűtött víz nem tűnhet relevánsnak az univerzum sorsa szempontjából. De valami hasonló történhet magával az űrrel is.
A kvantumfizika ezt egy teljesen üres állapotban is előírja. vákuum, van egy kis energiamennyiség. De létezhet valamilyen más típusú vákuum is, amely kevesebb energiát tartalmaz.
Az új vákuum ” konvertálja “a körülötte lévő régi vákuumot
Ha ez igaz, akkor az egész világegyetem olyan, mint egy pohár túlhűtött víz. Csak addig fog tartani, amíg az alacsonyabb energiájú vákuum “buborékja” meg nem jelenik.
Szerencsére nincsenek olyan buborékok, amelyekről “tudatában lennénk”. Sajnos a kvantumfizika azt is előírja, hogy ha egy alacsonyabb energiájú lehetséges a vákuum, akkor ennek a vákuumnak a buborékja elkerülhetetlenül létre fog válni az univerzumban.
Amikor ez megtörténik, csakúgy, mint a jég-kilenc, az új vákuum “átalakítja” a körülötte lévő régi vákuumot. A buborék csaknem fénysebességgel tágulna, ezért soha nem látnánk, hogy jönne.
A buborékban a dolgok gyökeresen eltérőek lennének, és nem lennének rettenetesen vendégszeretőek.
Az emberek, a bolygók és még maguk a csillagok is tönkremennének
Az olyan alapvető részecskék tulajdonságai, mint az elektronok és a kvarkok teljesen más lehet, radikálisan átírva a kémia szabályait, és talán megakadályozva az atomok kialakulását.
Az emberek, a bolygók és még maguk a csillagok is elpusztulnak ebben a nagy változásban. Egy 1980-as cikkben Sidney Coleman és Frank de Luccia fizikusok “a végső ökológiai katasztrófának” nevezték.
Ha a sérüléseket sértenénk, a sötét energia valószínűleg másként viselkedne a Nagy Változás után. Ahelyett, hogy a világegyetemet gyorsabban tágítaná, a sötét energia inkább magába vonhatja az univerzumot, és összeomlik egy nagy összeomlássá.
Van egy negyedik lehetőség, és ismét a sötét energia áll a középpontban. Ez az ötlet nagyon spekulatív és valószínűtlen, de még nem zárható ki. A sötét energia lehet, hogy még erősebb is, mint gondoltuk, és elegendő lehet ahhoz, hogy önállóan véget vessen az univerzumnak, minden beavatkozó Nagy Változás, Fagyás vagy egyéb nélkül. Összetörés.
A sötét energiának különös tulajdonsága van. Amint az univerzum tágul, sűrűsége állandó marad. Ez azt jelenti, hogy az idő múlásával egyre több jelenik meg, hogy lépést tarthasson az univerzum növekvő térfogatával. Ez szokatlan, de nem sért semmilyen fizikai törvényt.
Ez azonban furcsábbá válhat. Mi van, ha a sötét energia sűrűsége növekszik, amikor az univerzum tágul? Más szavakkal, mi van, ha a sötét energia mennyisége az univerzumban gyorsabban növekszik, mint maga a világegyetem tágulása?
Ezt az ötletet Robert Caldwell, a hannoveri Dartmouth College-ból (New Hampshire) terjesztette elő. “Fantom sötét energiának” nevezi. Rendkívül furcsa sorshoz vezet az univerzum számára.
Ha fantom sötét energia létezik, akkor a sötét oldal a végső bukásunk, csakúgy, mint a Csillagok háborúja figyelmeztetett minket.
Az atomok maguk is összetörnének, egy másodperc töredéke, mire maga az univerzum szétszakadt
Jelenleg, a sötét energia sűrűsége nagyon alacsony, jóval kisebb, mint az anyag sűrűsége itt a Földön, vagy akár a Tejútrendszer galaxis sűrűsége, amely sokkal kevésbé sűrű, mint a Föld. De ahogy telik az idő, a fantom sötét energia sűrűsége felépül, és széttépi az univerzumot.
Egy 2003-as cikkben Caldwell és munkatársai felvázoltak egy forgatókönyvet, amelyet “kozmikus világvégének” neveztek. Amint a fantom sötét energia sűrűbbé válik, mint egy adott tárgy, az a tárgy darabokra szakad.
Először is, a fantom sötét energia széthúzza a Tejútrendszert, és az alkotó csillagokat elrepíti. Ekkor a Naprendszer kötetlen lenne, mert a sötét energia húzása erősebb lenne, mint a Nap húzása a Földön.
Végül néhány eszeveszett perc múlva a Föld felrobban. Aztán maguk az atomok széttöredeznének, a másodperc töredéke, mire maga az univerzum széthasad. Caldwell ezt Big Ripnek nevezi.
A Big Rip Caldwell saját bevallása szerint “nagyon kirívó” – és nem csak azért, mert valami túlzott szuperhős-képregényből hangzik.
Ez egy rendkívül komor jövőportré
Fantom sötét energia repül az univerzummal kapcsolatos néhány meglehetősen alapvető elképzeléssel szemben, mint például az a feltételezés, hogy az anyag és az energia nem haladhat gyorsabban, mint a fény sebessége. Jó okok vannak arra, hogy ne higgyünk benne.
Az univerzum tágulására vonatkozó megfigyeléseink és a részecskefizikai kísérletek alapján sokkal valószínűbbnek tűnik, hogy univerzumunk végső sorsa egy nagy fagy, esetleg egy Nagy Változás és egy utolsó Nagy Összetörés következik.
De ez egy rendkívül komor portré a jövőről – a hideg üresség eonei, amelyet végül egy vákuumromlás és a semmibe való végső rontás zár le. Van menekvés? Vagy arra vagyunk ítélve, hogy asztalt foglaljunk az univerzum végi étteremben?
Biztosan nincs okunk arra, hogy külön-külön aggódjunk az univerzum vége miatt. Mindezek az események billió év a jövőbe, a Nagy Változás esetleges kivételével, így “nem éppen közvetlen probléma”.
Emellett nincs oka aggódni az emberiség miatt. Ha más nem, genetikai A sodródás már jóval azelőtt felismerhetetlenné tette utódainkat. De vajon képesek-e életben maradni bármilyen intelligens érző lények, akár emberek, akár nem?
Ha az univerzum felgyorsul , ez “nagyon rossz hír
Freeman Dyson fizikus, a New Jersey-i Princetoni Haladó Tanulmányok Intézetének egy 1979-ben megjelent klasszikus írásában mérlegelte ezt a kérdést. Abban az időben arra a következtetésre jutott, hogy az élet megváltoztathatja önmagát, hogy túlélje a Big Freeze-t, amely szerinte kevésbé volt kihívást jelentő, mint a Big Crunch pokolgépe. Manapság sokkal kevésbé derűlátó, köszönhetően a sötét energia felfedezésének.
“Ha az univerzum felgyorsul, az” nagyon rossz hír “- mondja Dyson. A terjeszkedés felgyorsítása azt jelenti, hogy “végül egy maroknyi galaxissal elveszítjük a kapcsolatot, ami drámai módon korlátozza a rendelkezésünkre álló energia mennyiségét.” Ez hosszú távon meglehetősen szomorú helyzetet jelent.
A helyzet még változnak. “Valójában nem tudjuk, hogy a terjeszkedés folytatódik-e, mivel nem értjük, miért gyorsul fel” – mondja Dyson. “Az optimista vélemény szerint a gyorsulás lelassul, ahogy az univerzum nagyobb lesz.” Ha ez történik, “a jövő sokkal ígéretesebb.”
De mi van akkor, ha a bővülés nem lassul le, vagy ha kiderül, hogy a Nagy Változás következik?Néhány fizikus olyan megoldást javasolt, amely szilárdan az őrült tudósok területén található. A világegyetem vége elől menekülni kell egy saját univerzumot egy laboratóriumban, és be kell ugranunk.
Az egyik fizikus, aki ezen az ötleten dolgozott, Alan Guth, a Massachusetts-i Cambridge-i MIT munkatársa. a korai világegyetem munkájáért.
Kezdené egy teljesen új univerzum létrehozását
” Nem mondhatom, hogy a fizika törvényei abszolút azt sugallják, hogy ez lehetséges “- mondja Guth. “Ha ez lehetséges, akkor minden eddiginél előreláthatóbb technológiára lenne szükség. Hatalmas energiamennyiségre lenne szükség, amelyet az embernek képesnek kell lennie megszerezni és ellenőrizni.”
Az első lépés szerint Guth számára hihetetlenül sűrű anyagformát hozna létre – olyan sűrű, hogy a fekete lyukba zuhanás küszöbén állt. Ha ezt megfelelő módon teszi, majd gyorsan eltávolítja az ügyet a területről, akkor képes lehet arra kényszeríteni az űrrégiót, hogy kezdjen gyorsan terjeszkedni.
Valójában elindítaná a egy teljesen új univerzum létrehozása. Amint a tér területe kibővült, a határ összezsugorodott, és létrehozott egy elvetemült buborék buborékot, ahol a belseje nagyobb volt, mint a külső.
Ez a Doctor Who rajongók számára ismerősnek tűnhet, és Guth szerint a A TARDIS “valószínűleg nagyon pontos analógia” annak a fajta vetemedésnek, amelyről beszél.
Nem igazán tudjuk, hogy ez-e ” lehetséges vagy nem
Végül a külső a semmivé zsugorodik, és az új babauniverzum elcsíp a sajátjainktól, kímélve a világegyetemünk sorsától. találkozhat.
Guth ugyanakkor rámutat arra is, hogy van még egy reményforrás az univerzum végén túl – nos, egyfajta remény.
Guth javasolta elsőként hogy a nagyon korai világegyetem elképesztően gyorsan tágult egy apró másodperc töredéke alatt, ez az ötlet az “infláció” néven ismert. Sok kozmológus úgy gondolja, hogy az infláció a legígéretesebb megközelítés a korai világegyetem magyarázatához, és Guth terve az új univerzum létrehozása ennek a gyors bővülésnek az újbóli létrehozására támaszkodik.
A multiverzum egésze valóban örök
Az infláció érdekes következményekkel jár az univerzum végső sorsa szempontjából. Az elmélet azt írja, hogy az általunk lakott univerzum csak egy kis része a multiverzumnak, örökké felfújódó háttérrel, amely folyamatosan ív “zsebuniverzumokat”, mint a miénk.
“Ha ez a helyzet, akkor is, ha mi “újra meg van győződve arról, hogy egy egyéni zsebuniverzum végül a hűtés révén meghal, a multiverzum egésze örökké élni fog, és minden egyes zsebuniverzumban új élet jön létre, amint létrejön” – mondja Guth. “Ezen a képen a a multiverzum egésze valóban örökkévaló, legalábbis örökkévaló a jövőben, még akkor is, ha az egyes zsebuniverzumok élnek és meghalnak. “
Más szavakkal, Franz Kafkának igaza lehetett a pénzben, amikor azt mondta, hogy ott “rengeteg remény, végtelen sok remény – de nem nekünk való.”
Ez egy kissé sivár gondolat. Ha felzaklat, akkor itt egy aranyos cica képe.