5 cykli życiowych Wszechświata: na jakim etapie żyjemy?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Każda żywa istota na naszej planecie rodzi się, dojrzewa, starzeje i ostatecznie umiera. Wszystkie te prawa obowiązują również poza Ziemią – gwiazdy, układy słoneczne i galaktyki również z czasem giną.

Różnica istnieje tylko w czasie - to, co dla ciebie i dla mnie wydaje się wiecznością, według standardów Wszechświata, jest kompletnym nonsensem. Ale co z samym wszechświatem? Jak wiecie, urodziła się po Wielkim Wybuchu 13, 8 miliardów lat temu, ale co się z nią dzieje teraz? Jaki jest cykl życia samego Wszechświata i dlaczego badacze wyróżniają pięć etapów jego rozwoju?

Pięć wieków wszechświata

Astronomowie uważają, że pięć etapów ewolucji to wygodny sposób na przedstawienie niewiarygodnie długiego życia we wszechświecie. Zgadzam się, w czasach, gdy znamy tylko 5% widzialnego Wszechświata (pozostałe 95% zajmuje tajemnicza ciemna materia, której istnienie nie zostało jeszcze udowodnione), raczej trudno jest ocenić jego ewolucję. Niemniej jednak badacze starają się zrozumieć przeszłość i teraźniejszość Wszechświata łącząc osiągnięcia nauki i myśli ludzkiej ostatnich dwóch stuleci.

Jeśli masz szczęście znaleźć się pod czystym niebem w ciemnym miejscu w bezksiężycową noc, to gdy spojrzysz w górę, czeka na Ciebie wspaniały kosmiczny krajobraz. Za pomocą zwykłej lornetki możesz zobaczyć oszałamiającą panoramę gwiazd i nachodzące na siebie plamki światła. Światło z tych gwiazd dociera do naszej planety pokonując ogromne odległości kosmiczne i dociera do naszych oczu przez czasoprzestrzeń. To jest wszechświat ery kosmologicznej, w której żyjemy. Nazywa się to erą gwiezdną, ale są jeszcze cztery inne.

Istnieje wiele sposobów przeglądania i omawiania przeszłości, teraźniejszości i przyszłości wszechświata, ale jeden z nich przyciągnął uwagę astronomów bardziej niż inne. Pierwsza książka o pięciu wiekach Wszechświata została opublikowana w 1999 roku, zatytułowana „Pięć Wieków Wszechświata: Wewnątrz Fizyki Wieczności”. (ostatnia aktualizacja w 2013 r.). Autorzy książki, Fred Adams i Gregory Laughlin, nadali każdemu z pięciu wieków tytuł:

• Era prymitywna
• Era gwiaździsta
• Era zwyrodnieniowa
• Era Czarnych Dziur
• Ciemna era

Należy zauważyć, że nie wszyscy naukowcy są zwolennikami tej teorii. Niemniej jednak wielu astronomów uważa, że podział pięciostopniowy jest użytecznym sposobem omówienia tak niezwykle dużej ilości czasu.

Era prymitywna

Prymitywna era wszechświata rozpoczęła się sekundę po Wielkim Wybuchu. W pierwszym, bardzo krótkim okresie czasoprzestrzeń i prawa fizyki, jak sądzą badacze, jeszcze nie istniały. Ten dziwny, niezrozumiały interwał nazywa się erą Plancka, uważa się, że trwał 1044 sekundy. Należy również wziąć pod uwagę, że wiele założeń dotyczących ery Plancka opiera się na hybrydzie ogólnej teorii względności i teorii kwantowych, zwanej teorią grawitacji kwantowej.

W pierwszej sekundzie po Wielkim Wybuchu rozpoczęła się inflacja – niesamowicie szybka ekspansja wszechświata. Po kilku minutach plazma zaczęła się ochładzać, a cząstki subatomowe zaczęły się formować i sklejać. 20 minut po Wielkim Wybuchu – w bardzo gorącym, termojądrowym wszechświecie – zaczęły powstawać atomy. Chłodzenie zachodziło w szybkim tempie, aż we wszechświecie pozostało 75% wodoru i 25% helu, co jest podobne do tego, co dzieje się obecnie na Słońcu. Około 380 000 lat po Wielkim Wybuchu wszechświat ochłodził się na tyle, by uformować pierwsze stabilne atomy i wytworzyć kosmiczne promieniowanie mikrofalowe tła, które astronomowie nazywają kosmicznym mikrofalowym promieniowaniem tła.

Era gwiaździsta

Ty i ja żyjemy w epoce gwiezdnej - w tej chwili większość materii istniejącej we Wszechświecie przybiera postać gwiazd i galaktyk. Pierwsze gwiazdy we wszechświecie - niedawno opowiadaliśmy o ich odkryciu - były ogromne i zakończyły swoje życie w postaci supernowych, które doprowadziły do powstania wielu innych, mniejszych gwiazd. Kierowani siłą grawitacji zbliżyli się do siebie, tworząc galaktyki.

Jednym z aksjomatów ery gwiezdnej jest to, że im większa gwiazda, tym szybciej spala swoją energię, a następnie umiera, zwykle w ciągu kilku milionów lat. Mniejsze gwiazdy, które wolniej zużywają energię, dłużej pozostają aktywne. Naukowcy przewidują, że na przykład nasza Droga Mleczna zderzy się i połączy z sąsiednią galaktyką Andromedy za około 4 miliardy lat, tworząc nową. Nawiasem mówiąc, nasz Układ Słoneczny może przetrwać to połączenie, ale niewykluczone, że słońce umrze dużo wcześniej.

Era degeneracji

Po tym następuje era degeneracji (degeneracji), która rozpocznie się około 1 trylion lat po Wielkim Wybuchu i będzie trwać do 1 dudecyliona po nim. W tym okresie wszystkie widoczne dzisiaj pozostałości gwiazd będą dominować we Wszechświecie. W rzeczywistości kosmos jest pełen słabych źródeł światła: białych karłów, brązowych karłów i gwiazd neutronowych. Te gwiazdy są znacznie zimniejsze i emitują mniej światła. Tym samym w dobie degeneracji wszechświat zostanie pozbawiony światła w widmie widzialnym.

W tej erze małe brązowe karły będą zatrzymywać większość dostępnego wodoru, a czarne dziury będą rosły, rosły i rosły, żywiąc się pozostałościami gwiazd. Kiedy wokół nie będzie wystarczającej ilości wodoru, wszechświat z czasem stanie się ciemniejszy i zimniejszy. Wtedy protony, które istniały od samego początku Wszechświata, zaczną umierać, rozpuszczając materię. W rezultacie większość cząstek subatomowych, promieniowanie Hawkinga i czarne dziury pozostanie we wszechświecie.

Promieniowanie Hawkinga to hipotetyczny proces emisji przez czarną dziurę różnych cząstek elementarnych, głównie fotonów; nazwany na cześć brytyjskiego fizyka teoretycznego Stephena Hawkinga.

Era czarnych dziur

Przez długi czas czarne dziury będą dominować we wszechświecie, czerpiąc resztki masy i energii. Jednak w końcu wyparują, choć bardzo powoli.

Autorzy książki uważają, zgodnie z Big Think, że gdy czarne dziury w końcu wyparują, pojawi się mały błysk światła - jedyna pozostała energia we wszechświecie. W tym momencie wszechświat będzie już prawie historią, zawierający jedynie niskoenergetyczne, bardzo słabe cząstki subatomowe i fotony.

Ciemna era

W końcu elektrony i pozytony dryfujące w przestrzeni zderzają się ze sobą, czasami tworząc atomy proitronium. Struktury te są niestabilne, jednak ich składowe cząstki zostaną ostatecznie zniszczone. Dalsze niszczenie innych niskoenergetycznych cząstek będzie trwało, choć bardzo powoli. Ale dziś w nocy spójrz w nocne niebo pełne gwiazd i nie martw się o nic – one nigdzie nie odejdą przez bardzo długi czas, a nasze rozumienie Wszechświata i czasu może się zmienić w przyszłości.