Нашата судбина зависи од судирот на два мистериозни феномени | Ни доаѓа крајот

181

Во одреден момент универзумот ќе умре. Тоа е сигурно. Но, кога и како се прашањата што ги интересираат научниците со децении.

Нашиот универзум е роден пред 13,8 милијарди години во Големата експлозија и оттогаш се шири. Поради некоја причина, од ништо се создава нов празен простор. Самиот простор станува се поширок.

Дали овој процес ќе трае вечно или ќе престане еден ден?

Според сите сметки, за космичката судбина ќе одлучува борбата меѓу „двата титани“ кои се борат за превласт.

Првата се состои од две материи која постои во универзумот: а) безброј галаксии со ѕвезди, планети, астероиди, комети, прашина и разни други небесни објекти; б) гас и в) темна материја.

Иако се многу различни едни од други, сите сакаат само едно – да бидат привлечени. Гравитацијата ја повлекува целата таа материја и космосот како целина, забавувајќи ја експанзијата што започнала со големата експлозија. Нашиот втор воин е вселената.

Материја и енергија

Иако изгледа празен и беспомошен, тој има внатрешна енергија. Немаме поим што е тоа и зошто воопшто постои, но има посебно име – темна енергија. Тоа е еден вид антигравитација што ја забрзува космичката експанзија.

Затоа, целата материја што постои се обидува да го задржи универзумот заедно, додека празниот простор проткаен со темна енергија постојано го турка и шири. Во зависност од тоа кој ќе победи, универзумот ќе умре на поинаков начин.

Судир на титаните

Физичарите денес знаат дека темната енергија исполнува 68,3% од универзумот. Темната материја е на второ место со 26,8%, а обичната материја ја сочинува само 4,9% од вкупната содржина на универзумот. Оваа обична материја вклучува сè што гледаме во универзумот, имено, сите галаксии, ѕвезди, планети и секое зрно космичка прашина. Ова значи дека 95,1% од она што го сочинува нашиот универзум не само што не може да се види, туку не може ниту да биде откриено од кој било мерен уред. Тогаш се поставува прашањето, како знаеме дека темната материја и темната енергија воопшто постојат.

Пред да ги погледнеме трите можни сценарија за смртта на универзумот, да кажеме нешто за овие две мистериозни појави.

Темната материја првпат стана предмет на научно истражување во втората половина на 20 век. Иако не можеме да ја видиме или допреме, нејзиното постоење стана очигледно во 1930-тите, кога швајцарскиот астроном Fritz Zwicky забележал дека јата галаксии имаат поголема маса отколку што може да се објасни со обична материја. Тој заклучил дека постои „темна материја“ која го сочинува најголемиот дел од масата на кластерот, но овој концепт не бил веднаш прифатен.

Вистинскиот пробив се случил во 1970-тите, кога астрономите Vera Rubin и Kent Ford детално ги проучиле ротациите на спиралните галаксии. Нивното истражување покажало дека обичната материја не е доволна за да се објасни брзината на овие ротации. Затоа тие предложиле постоење на дополнителна невидлива маса која ја одржува рамнотежата на гравитационите сили.

Постојат неколку независни начини на кои можеме да го потврдиме постоењето на темната материја. Една од нив е анализата на космичкото микробраново позадинско зрачење, остатоци од големата експлозија, а другата е постоењето на т.н. гравитациони леќи каде масата на темната материја ја свиткува светлината на другите објекти во универзумот.

Покрај тоа, симулации на движење на галаксии и космички структури, исто така, придонесуваат за идејата за постоење на темна материја. Со други зборови, овие симулации ги репродуцираат набљудуваните феномени само ако ја вклучиме темната материја.

Од друга страна, откривањето на темната енергија започна со набљудување на суперновите од типот Ia, експлозија на ѕвезди кои дејствуваат како светлосни маркери на растојанието во вселената. Два независни истражувачки тима, „Supernova Cosmology Project“ и „High-Z Supernova Search Team“ откриле во 1998 година дека универзумот се шири побрзо од очекуваното. Овој чуден феномен укажа на постоењето на темна енергија која го придвижува забрзувањето.

Покрај суперновите, темната енергија е потврдена и со други методи, како што се анализата на големите галактички структури и космичкото микробраново позадинско зрачење.

Навистина е фасцинантно што за судбината на нашиот универзум одлучува војната на два феномени кои се целосно мистериозни и недофатливи за нас. Но, да се вратиме на трите можни сценарија за конечната судбина на универзумот.

Првиот е наречен „Големо замрзнување“ (Big Freeze). Тоа ќе се случи ако темната енергија победи на таков начин што нејзината сила остане константна.

Растот на универзумот

Како што расте просторот, материјата станува се повеќе и повеќе разредена, како шеќер во чаша во која се додава сè повеќе чај. Меѓутоа, како што се шири универзумот, се создава сè повеќе празен простор, што пак носи сè повеќе и повеќе темна енергија која продолжува да ја раздвојува материјата, поради што универзумот расте уште побрзо. Всушност, тој се шири со експоненцијална стапка. На секои 12 милијарди години ќе се удвои во дијаметар.

И додека темната енергија победува во севкупната војна, материјата добива барем една битка. Може да ја држи материјата заедно, но само на кратки растојанија. На пример, нашата галаксија Млечен Пат се наоѓа во галаксиско јато наречено Локална група. Во него, освен нашата галаксија, се наоѓаат Андромеда (М31), Триаголникот (М33) и уште осумдесет други галаксии и џуџести галаксии како што се Големиот и Малиот Магеланов Облак.

Меѓусебната гравитација на сите овие галаксии може да го надмине влијанието на темната енергија. За неколку милијарди години, Локалната група ќе се спои во џиновска топка со трилиони ѕвезди. Набргу потоа, ќе стане нашиот последен поглед на универзумот. Сите други галаксии ќе бидат истиснати од проширувањето. За нашите далечни потомци, ќе изгледа како остатокот од универзумот да се движи во далечината, додека за неколку стотици милијарди години тие воопшто нема да видат други галаксии. Тие ќе бидат сами, опкружени со навидум бескрајна темна празнина.

За околу сто милијарди години, сите ѕвезди во нашата супергалаксија ќе изумрат. Ќе се потроши сиот гас што би можел да создаде нови ѕвезди. Галаксијата ќе биде темна и полна со ѕвездени трупови. Во текот на милијарди години, белите џуџиња и неутронските ѕвезди полека ќе се ладат додека не станат црни џуџиња.

Сите структури, големи и мали, полека ќе се распаднат. Една по една, сите мртви ѕвезди и планети ќе ја напуштат супергалаксијата. Овој процес ќе трае трилиони години. Секој предмет ќе заврши осамен. Тие ќе бидат толку оддалечени еден од друг како секој да постои во својот универзум. За гугол (10¹⁰⁰) години, последната црна дупка ќе испари.

На крајот на краиштата, ентропијата и темната енергија нема да запрат додека не се заврши нивната работа. Во текот на уште подолги, практично незамисливи, временски распони, сите преостанати структури би можеле дури и да се растворат во поединечни честички кои ќе се оттргнат една од друга со постојано зголемување на празниот простор. Замислете го целиот универзум со само една осамена честичка која патува низ ништожноста.

Големо кинење

Второто сценарио се нарекува „Голем Рип“ (Big Rip). Во него не само што ќе победи темната енергија, туку дополнително ќе ја зајакне и буквално ќе ја раскине структурата на време-просторот. Во големото ладење, супстанцијата победи во некои помали битки, но во големото кинење, губи апсолутно сè.

Ако универзумот навистина ќе заврши на тој начин, сето тоа би можело да започне за 20 милијарди години.

Прво, темната енергија ќе создаде празен простор помеѓу поединечни галаксии. Млечниот Пат ќе ја напушти Локалната група и ќе почне сам да лебди во сè помрачниот и брзо надуен космос.

Неколку милијарди години подоцна, празниот простор почнува да се стега меѓу поединечни ѕвезди, растопувајќи ја галаксијата. Ноќното небо ќе почне да изгледа тажно и мрачно бидејќи другите ѕвезди се турнати премногу далеку за да можеме да ги видиме.

Неколку милиони години по затемнувањето на небото, темната енергија почнува да создава празен простор во самите ѕвездени системи. Планетите се оттурнати од нивните матични ѕвезди, така што целиот живот во универзумот замрзнува до смрт. Не останува уште многу време бидејќи по само неколку месеци темната енергија создава празен простор дури и во цврстите предмети. Ѕвезди, планети, астероиди, сè цврсто… се крши на парчиња.

Дури и да бевте на вселенски брод, во рок од еден ден и тој ќе се распадне, а само половина час подоцна, дури и атомите ќе бидат уништени бидејќи нов простор ќе се создаде толку брзо што ќе може да ги одвои електроните од атомските јадра.

Во последниот чин, остануваат само црните дупки, исцрпени и поразени од експоненцијално растечката темна енергија. Тие би биле мали, квадрилион пати помали од атом. За дел од секундата (10⁻³⁹), тие би експлодирале со сила од милијарда супернови.

И тоа е тоа. Просторот-времето се распарчал, така што е сосема невозможно да се предвиди што би можело да се случи следно.

Ништо добро

Третото сценарио се вика Big Crunch

Конечно опција каде материјата ја победува темната енергија. Ова би се случило доколку силата на темната енергија се намали со текот на времето и ако ова намалување е доволно силно за гравитацијата да ја сврти војната во нејзина корист. За наша жал, и таму не добиваме ништо добро. На крајот, универзумот би се срушил сам по себе. Никој не знае кога може да започне, но тоа би можело да биде за неколку стотици милиони години.

Како што универзумот почнува да се собира, во текот на милијарди години, галаксичните јата и самите галаксии се приближуваат еден до друга додека на крајот не се спојат. Тогаш самите ѕвезди стануваат поблиски една до друга. Во исто време, се случува нешто друго особено страшно.

Поради намалувањето на вселената, се концентрира целото зрачење кое во минатото било емитувано од сите ѕвезди, супернови и квазари кои некогаш постоеле. Просторот станува толку исполнет со радијација што вселената се загрева до огромни нивоа. Како што знаете, температурата на површината на Сонцето е околу 5.500°C, а има и ѕвезди со површинска температура од 30.000°C. Во ова сценарио, сепак, универзумот станува толку жежок што дури и ѕвездите буквално печат однадвор.

На крајот, целиот универзум е кондензиран во една точка – т.н сингуларност – од која е создаден нашиот универзум. Постои дури и можност дека после тоа би имало уште една голема експлозија и раѓање на нов универзум.

Се поставува прашањето: Кое е најверојатното сценарио?

Тешко е да се каже, но досега се чини дека првото, големо заладување, е нашата најверојатна иднина.

Ова изгледа тажно, но има една голема предност: во ова сценарио, универзумот трае најдолго. Ќе имаме милијарди години да го прошириме и колонизираме не само Млечниот Пат, туку можеби и други галаксии. И кој знае, можеби ќе најдеме начин да ја одржиме свеста засекогаш.

Сепак, имаме уште многу време да уживаме во тајните на нашиот неверојатен универзум. Всушност, само што започнавме. Да бидеме паметни и да ги решиме сите проблеми на планетава за да можеме храбро да одиме таму каде што никој досега не отишол.