당황하지 마십시오. 그러나 우리 행성은 파멸되었습니다. 시간이 좀 걸릴 것입니다. 지금으로부터 약 60 억년 후, 죽어가는 태양이 적색 거성으로 팽창하여 지구를 삼킬 때 지구는 증발 될 것입니다.
그러나 지구는 태양계에서 하나의 행성 일 뿐이며 태양은 단지 은하계에있는 수 천억 개의 별 중 하나이며 관측 가능한 우주에는 수 천억 개의 은하가 있습니다. 그 모든 것을 위해 무엇을 준비하고 있습니까? 우주는 어떻게 끝날까요?
과학은 그것이 어떻게 일어날 지에 대해 훨씬 덜 정착되어 있습니다. 우리는 우주가 확고해질 것인지조차 확신하지 못합니다. 정의 된 끝 또는 천천히 꼬리를 벗어납니다. 물리학에 대한 우리의 최선의 이해는 보편적 종말에 대한 몇 가지 옵션이 있음을 시사합니다. 또한 우리가 어떻게 살아남을 수 있는지에 대한 몇 가지 힌트를 제공합니다.
우주 종말에 대한 첫 번째 단서는 열역학, 열 연구에서 비롯됩니다. 열역학은 “THE HEAT DEATH IS COMING”이라는 간단한 경고가 적힌 판지 플래 카드를 가지고있는 물리학의 거친 눈을 가진 거리 설교자입니다.
The heat death 타는 것보다 훨씬 나쁩니다.
이름에도 불구하고 우주의 열사병은 “불타는 지옥이 아닙니다. 대신” 열의 모든 차이의 죽음.
무섭게 들리지 않을 수도 있지만 열 죽음은 바삭 바삭하게 타는 것보다 훨씬 더 나쁩니다. 그 이유는 일상 생활의 거의 모든 것이 직간접 적으로 온도차를 필요로하기 때문입니다.
예를 들어 자동차는 외부보다 엔진 내부가 더 뜨겁기 때문에 작동합니다. 컴퓨터는 지역 발전소의 전기로 작동하며, 아마도 물을 가열하여 터빈에 전력을 공급하는 방식으로 작동합니다. 그리고 당신은 태양과 우주의 엄청난 온도 차이로 인해 존재하는 음식을 먹습니다.
그러나 우주가 열사병에 도달하면 모든 곳의 온도는 동일합니다. 즉, 다시는 흥미로운 일이 일어나지 않을 것입니다.
열사병은 우주가 끝날 수있는 유일한 방법처럼 보였습니다.
모든 별이 죽고 거의 모든 물질이 붕괴되며 결국 남은 것은 입자와 방사능의 드문 수프뿐입니다. 우주의 팽창에 의해 그 수프의 에너지조차도 시간이 지남에 따라 소멸되어 모든 것이 절대 0 도보 다 약간 높은 수준으로 남게됩니다.
이 “Big Freeze”에서 우주는 균일하게 끝납니다. 차갑고, 죽고, 공허했습니다.
1800 년대 초에 열역학이 발달 한 이후, 열사병은 우주가 끝날 수있는 유일한 방법처럼 보였습니다. 그러나 100 년 전 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 우주가 훨씬 더 극적인 운명을 가졌다 고 제안했습니다.
일반 상대성 이론은 물질과 에너지가 공간과 시간을 왜곡한다고 말합니다.이 관계는 시공간과 물질 에너지 (물건) (무대와 그 위에있는 배우 사이)는 전체 우주로 확장됩니다. 아인슈타인에 따르면 우주의 물질은 우주 자체의 궁극적 인 운명을 결정합니다.
우주는 엄청나게 작은 무언가로 시작된 다음 엄청나게 빠르게 확장되었습니다.
이론은 우주가 전체가 확장되거나 축소되어야합니다. 동일한 크기로 유지 될 수 없습니다. 아인슈타인은 1917 년에 이것을 깨달았고 믿기를 꺼려 서 자신의 이론을 망쳤습니다.
그런 다음 1929 년 미국 천문학자는 에드윈 허블은 우주가 팽창하고 있다는 확실한 증거를 발견했습니다. 아인슈타인은 자신의 마음을 바꿨습니다. 우주는 그의 경력의 “가장 큰 실수”입니다.
우주가 팽창하고 있다면 지금보다 훨씬 작아 졌을 것입니다. 이 깨달음은 빅뱅 이론으로 이어졌습니다. 우주는 엄청나게 작은 무언가로 시작했다가 엄청나게 빠르게 확장되었다는 생각입니다. 우리는 오늘날까지도 빅뱅의 “잔광”을 볼 수 있습니다. 우주의 마이크로파 배경 복사, 하늘의 모든 방향에서 오는 일정한 전파의 흐름입니다.
우주의 운명, 그리고 나서 , 아주 간단한 질문에 달려 있습니다. 우주는 계속 확장 될 것이며 얼마나 빨리 확장 될까요?
너무 많은 것들이 있다면 우주는 느려지고 멈출 것입니다.
물질과 빛과 같은 정상적인 “물질”을 포함하는 우주의 경우이 질문에 대한 답은 물질의 양에 따라 다릅니다. 더 많은 물질은 더 많은 중력을 의미하여 모든 것을 다시 결합하고 팽창을 늦 춥니 다.
물질의 양이 임계 임계 값을 초과하지 않는 한 우주는 계속해서 영원히 팽창 할 것입니다. 결국 열사병을 겪고 얼어 붙습니다.
하지만 너무 많은 것이 있으면 우주의 팽창이 느려지고 멈출 것입니다. 그러면 우주는 수축하기 시작할 것입니다. 수축하는 우주는 점점 더 작아지고 점점 더 뜨거워지고 밀도가 높아질 것입니다. 빅 크런치로 알려진 일종의 리버스 빅뱅 인 엄청나게 컴팩트 한 인페르노로 끝납니다.
20 세기 대부분 동안 천체 물리학 자들은 이러한 시나리오 중 어떤 것이 실행 될지 확신하지 못했습니다. 빅 프리즈일까요 아니면 빅 크런치일까요? 얼음 또는 불?
암흑 에너지가 우주를 분리합니다.
그들은 우주 인구 조사를 수행하고 우리 우주에 얼마나 많은 물질이 있는지를 더합니다. 우리는 이상하게도 임계 임계 값에 가까워져 운명이 불확실 해졌습니다.
모든 것이 20 세기 말에 바뀌 었습니다. 1998 년에 천체 물리학 자로 구성된 두 팀이 놀라운 발표를했습니다. 우주의 팽창이 가속화되고 있습니다.
일반 물질과 에너지는 우주가 이런 식으로 행동하도록 만들 수 없습니다. 이것은 “암흑 에너지”라고 불리는 근본적으로 새로운 종류의 에너지에 대한 최초의 증거였습니다. “암흑 에너지”는 “우주에서 다른 것과 같이 행동하지 않았습니다.
암흑 에너지는 우주를 분리시킵니다. 우리는 여전히 그렇지 않습니다.” 그것이 무엇인지 이해하지만 우주 에너지의 약 70 %는 암흑 에너지이며 그 숫자는 매일 증가하고 있습니다.
암흑 에너지의 존재는 우주에있는 물질의 양이 그렇지 않다는 것을 의미합니다. ” 궁극적 인 운명을 결정합니다.
대신, 암흑 에너지가 우주를 제어하여 항상 우주 확장을 가속화합니다. 이로 인해 빅 크런치가 발생할 가능성이 훨씬 낮아집니다.
그러나 그것은 Big Freeze가 불가피하다는 것을 의미하지 않습니다. 다른 가능성이 있습니다.
그 중 하나는 우주 연구가 아니라 아 원자 입자의 세계에서 시작되었습니다. 이것은 아마도 우주에서 가장 이상한 운명 일 것입니다. 공상 과학 소설처럼 들리며 어떤면에서는 그렇습니다.
Kurt Vonnegut의 고전적인 공상 과학 소설 Cat “s Cradle에서 ice-nine은 새로운 형태의 물 얼음입니다. 놀라운 특성 : 0 ° C가 아닌 46 ° C에서 동결됩니다. 아이스 나인의 결정을 물 한 컵에 떨어 뜨리면 그 주위의 모든 물은 액체 물보다 에너지가 낮기 때문에 결정 뒤에 즉시 패턴을 형성합니다.
얼음이 형성되기 시작할 곳이 없습니다.
아이스 나인의 새로운 결정은 주변의 물에도 동일한 역할을합니다. , 그리고 눈 깜짝 할 사이에 연쇄 반응은 유리 안의 모든 물 또는 (스포일러 경고!) 지구의 모든 바다를 단단한 아이스 나인으로 바꿉니다.
같은 것이 할 수 있습니다. 정상적인 얼음과 정상적인 물로 실생활에서 발생합니다. 아주 순수한 물을 아주 깨끗한 유리 잔에 넣고 0 ° C 바로 아래로 식히면 물은 과냉각이됩니다. 물은 자연 어는점 아래에서 액체 상태로 유지됩니다. 물에 불순물이없고 유리에 거친 부분이 없기 때문에 얼음이 형성되기 시작할 곳이 없습니다.하지만 유리에 얼음 결정을 떨어 뜨리면 물이 아이스 나인처럼 빠르게 얼게됩니다. .
아이스 나인과 과냉각 수는 우주의 운명과 관련이없는 것처럼 보일 수 있습니다.하지만 우주 자체에도 비슷한 일이 발생할 수 있습니다.
양자 물리학은 완전히 비어있는 상태에서도이를 지시합니다. 진공, 적은 양의 에너지가 있습니다. 그러나 에너지를 덜 보유하는 다른 종류의 진공도있을 수 있습니다.
새로운 진공은 ” 주변의 오래된 진공을 변환 “
그게 사실이라면 우주 전체는 과냉각 된 물 한 컵과 같습니다. 저에너지 진공의 “거품”이 나타날 때까지만 지속됩니다.
다행히도 우리가 알고있는 그런 거품은 없습니다. 불행히도 양자 물리학은 또한 낮은 에너지가 진공이 가능하면 그 진공의 거품이 불가피하게 우주 어딘가에 존재하게 될 것입니다.
그렇게되면 아이스 나인처럼 새로운 진공이 주변의 오래된 진공을 “변환”합니다. 거품은 거의 빛의 속도로 팽창 할 것이므로 결코 오지 않을 것입니다.
거품 내부에서는 상황이 근본적으로 다르며 몹시 친절하지도 않습니다.
인간, 행성 및 별 자체도 파괴됩니다.
전자 및 쿼크와 같은 기본 입자의 특성 완전히 다를 수 있으며 화학 규칙을 근본적으로 다시 작성하고 원자가 형성되는 것을 방지 할 수 있습니다.
인간, 행성, 심지어 별 자체까지도이 큰 변화에서 파괴 될 것입니다. 1980 년 논문에서 물리학 자 Sidney Coleman과 Frank de Luccia는 이것을 “궁극적 인 생태 재앙”이라고 불렀습니다.
상처에 모욕을 더하면 암흑 에너지는 Big Change 이후에 다르게 행동 할 것입니다. 우주가 더 빨리 확장되도록 유도하는 대신, 암흑 에너지가 우주 자체를 끌어 당겨 빅 크런치로 붕괴 할 수 있습니다.
네 번째 가능성이 있으며 다시 한 번 암흑 에너지가 중심 단계에 있습니다. 이 아이디어는 매우 추측 적이며 가능성이 낮지 만 아직 배제 할 수는 없습니다. 암흑 에너지는 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 강력 할 수 있으며 큰 변화, 동결, 또는 개입없이 자체적으로 우주를 끝내기에 충분할 수 있습니다. 크런치.
암흑 에너지에는 독특한 속성이 있습니다. 우주가 팽창함에 따라 밀도는 일정하게 유지됩니다. 즉, 우주의 증가하는 부피에 보조를 맞추기 위해 시간이 지남에 따라 더 많은 에너지가 존재하게됩니다. 드물지만 “물리 법칙을 어기지는 않습니다.
하지만 더 이상해질 수 있습니다. 우주가 팽창함에 따라 암흑 에너지의 밀도가 증가하면 어떨까요? 즉, 우주의 암흑 에너지의 양이 우주 자체의 팽창보다 더 빠르게 증가한다면 어떻게 될까요?
이 아이디어는 뉴햄프셔 주 하노버에있는 Dartmouth College의 Robert Caldwell이 제안했습니다. 그는 이것을 “팬텀 암흑 에너지”라고 부릅니다. 그것은 우주에 놀랍도록 이상한 운명으로 이어집니다.
팬텀 암흑 에너지가 존재한다면 스타 워즈가 경고 한 것처럼 암흑면은 우리의 궁극적 인 몰락입니다.
원자 자체가 산산조각이 날 것입니다. 우주 자체가 찢어지기 몇 분 전에
지금, 암흑 에너지의 밀도는 매우 낮습니다. 여기 지구에있는 물질의 밀도 또는 심지어 지구보다 밀도가 훨씬 낮은 은하계의 밀도보다 훨씬 적습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 팬텀 암흑 에너지의 밀도가 높아지고 우주가 찢어 질 것입니다.
2003 년 논문에서 Caldwell과 그의 동료들은 “우주 종말”이라는 시나리오를 설명했습니다. 유령의 암흑 에너지가 특정 물체보다 밀도가 높아지면 물체는 찢어져 찢어집니다.
먼저, 환상 암흑 에너지는 은하수를 분리하여 구성 별을 날리게합니다. 그러면 태양계가 풀릴 것입니다. 암흑 에너지가 지구에서 태양을 당기는 것보다 더 강하기 때문입니다.
마지막으로 몇 분 안에 지구가 폭발 할 것입니다. 그런 다음 원자 자체가 산산조각이 났는데, 우주 자체가 찢어지기 몇 분 전에. Caldwell은 이것을 Big Rip이라고 부릅니다.
The Big Rip은 Caldwell의 자체 인정에 따르면 “매우 기이 한”것입니다. 이는 단순히 최고 슈퍼 히어로 만화처럼 들리기 때문이 아닙니다.
이것은 미래의 놀랍도록 암울한 초상화입니다.
팬텀 암흑 에너지 물질과 에너지는 빛의 속도보다 더 빨리 갈 수 없다는 가정과 같은 우주에 대한 상당히 기본적인 생각에 직면하여 날아갑니다. 그것을 믿지 말아야 할 좋은 이유가 있습니다.
우주 팽창에 대한 우리의 관찰과 입자 물리학 실험에 따르면, 우리 우주의 궁극적 인 운명은 Big Freeze 일 가능성이 훨씬 더 높습니다. 아마도 큰 변화와 마지막 큰 위기가 뒤따를 것입니다.
그러나 이것은 미래에 대한 놀랍도록 암울한 초상화입니다. 영겁의 차가운 공허함, 마침내 진공 붕괴와 무로의 마지막 파열로 끝납니다. 탈출구가 있습니까? 아니면 우주의 끝에있는 레스토랑에서 테이블을 예약해야할까요?
우리 개개인이 우주의 종말을 걱정할 이유가 전혀 없습니다.이 모든 사건은 다음과 같습니다. Big Change를 제외하고는 수조 년이 걸릴 수 있으므로 “정확히 임박한 문제가 아닙니다.
또한 인류에 대해 걱정할 이유가 없습니다. 표류는 그 이전에 우리의 후손들을 알아볼 수 없게 만들었을 것입니다. 그러나 인간이든 아니든 어떤 종류의 지적인 느낌의 생물도 살아남을 수 있습니까?
우주가 가속되고 있다면 , 그것은 정말 나쁜 소식입니다.
뉴저지 프린스턴에있는 고등 연구 연구소의 물리학 자 Freeman Dyson은 1979 년에 출판 된 고전 논문에서이 질문을 고려했습니다. . 당시 그는 인생이 Big Freeze에서 살아 남기 위해 스스로를 수정할 수 있다고 결론지었습니다. 그는 Big Crunch의 지옥보다 덜 도전적이라고 생각했습니다.
Bu 요즘 그는 암흑 에너지의 발견 덕분에 훨씬 덜 낙관적입니다.
“우주가 가속되고 있다면 그것은 정말 나쁜 소식입니다.”라고 다이슨은 말합니다. 팽창을 가속화한다는 것은 결국 우리가 사용할 수있는 에너지의 양을 극적으로 제한하는 소수의 은하를 제외한 모든 은하와의 접촉을 잃게된다는 것을 의미합니다. “이것은 장기적으로 보면 다소 음울한 상황입니다.”
상황이 발생할 수 있습니다. 여전히 변합니다. 다이슨은 “우리는 확장이 왜 가속되는지 이해하지 못하기 때문에 확장이 계속 될지 여부를 정말로 모른다”며 “낙관적 인 견해는 우주가 커짐에 따라 가속이 느려질 것이라는 것”이라고 말했다. “미래는 훨씬 더 유망합니다.”
그러나 확장이 느려지지 않거나 큰 변화가오고 있다는 것이 분명 해지면 어떻게 될까요?일부 물리학 자들은 미친 과학자 영역에서 확고한 해결책을 제안했습니다. 우주의 끝에서 탈출하려면 실험실에서 자체 우주를 구축하고 뛰어 들어야합니다.
이 아이디어를 연구 한 한 물리학자는 매사추세츠 주 케임브리지에있는 MIT의 앨런 거스입니다. 아주 초기 우주에 대한 그의 작업에 감사드립니다.
완전히 새로운 우주의 창조를 시작합니다.
“물리 법칙이 그것이 가능하다는 것을 절대적으로 암시한다고 말할 수는 없습니다 “라고 Guth는 말합니다. “가능하다면 우리가 예측할 수있는 것 이상의 기술이 필요할 것입니다. 획득하고 제어 할 수있는 엄청난 양의 에너지가 필요할 것입니다.”
첫 번째 단계는 거스에게는 엄청나게 조밀 한 형태의 물질을 만들어 낼 것입니다. 너무 조밀해서 블랙홀로 무너지기 직전이었습니다. 올바른 방법으로이를 수행 한 다음 해당 영역에서 문제를 신속하게 제거하면 해당 영역의 공간이 빠르게 확장되도록 강제 할 수 있습니다.
실제로는 완전히 새로운 우주의 창조. 이 지역의 공간이 확장됨에 따라 경계가 축소되어 내부가 외부보다 더 큰 뒤틀린 공간의 거품이 생겼습니다.
닥터 후 팬들에게 익숙한 것처럼 들릴 수 있으며 Guth에 따르면 TARDIS는 “아마도 그가 말하는 공간의 왜곡에 대한”아마도 매우 정확한 비유 “입니다.
우리는 그것이 사실인지 잘 모릅니다” s 가능 여부
결국 외부는 무의미 해지며 새로운 아기 우주는 우리 우주의 운명에 관계없이 우리 자신의 우주를 꼬집어 낼 것입니다.
그러나 Guth는 또한 우주의 끝을 넘어서는 또 다른 희망의 원천이 있다고 지적합니다. 음, 일종의 희망입니다.
Guth가 처음으로 제안한 사람은 초창기 우주는 “인플레이션”이라고 알려진 아이디어 인 아주 짧은 시간 동안 놀랍도록 빠르게 확장되었습니다. 많은 우주 학자들은 이제 인플레이션이 초기 우주를 설명하는 가장 유망한 접근 방식이라고 믿고 있으며 Guth의 계획은 새로운 우주를 만들기 위해서는이 급속한 확장을 재현해야합니다.
다중 우주 전체는 진정으로 영원합니다.
인플레이션은 우주의 궁극적 인 운명에 대해 흥미로운 결과를 가져옵니다. 이 이론은 우리가 살고있는 우주는 다우주의 작은 부분에 불과하며, 영원히 부 풀리는 배경은 우리와 같은 “주머니 우주”를 지속적으로 생성합니다.
“그렇다면, 우리가 Guth는 “개별 포켓 우주는 궁극적으로 냉장을 통해 죽을 것이라고 확신하고, 멀티 우주는 전체적으로 영원히 살 것이며, 각 포켓 우주에서 생성되는 새로운 생명체가 만들어 질 것입니다.”라고 말합니다. 전체로서의 다중 우주는 진정으로 영원합니다. 적어도 미래에는 영원합니다. 심지어 개별 포켓 우주가 살고 죽는 것처럼 말입니다. “
즉, Franz Kafka가 그 돈에 맞았을 수도 있습니다. “많은 희망, 무한한 희망이지만 우리에게는 그렇지 않습니다.”입니다.
약간 암울한 생각입니다. 기분이 상하면 여기 귀여운 새끼 고양이 사진이 있습니다.
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