5 жизнени цикъла на Вселената: в какъв етап живеем?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Всяко живо същество на нашата планета се ражда, узрява, остарява и в крайна сметка умира. Всички тези закони важат и извън Земята – звездите, слънчевите системи и галактиките също загиват с времето.

Разликата съществува само във времето – това, което за вас и мен изглежда като вечност, по стандартите на Вселената, е пълна глупост. Но какво да кажем за самата вселена? Както знаете, тя е родена след Големия взрив преди 13, 8 милиарда години, но какво се случва с нея сега? Какъв е жизненият цикъл на самата Вселена и защо изследователите разграничават пет етапа от нейното развитие?

Пет века на Вселената

Астрономите вярват, че пет етапа на еволюция са удобен начин за представяне на невероятно дългия живот на Вселената. Съгласете се, във време, когато познаваме само 5% от видимата Вселена (останалите 95% са заети от мистериозна тъмна материя, чието съществуване все още не е доказано), е доста трудно да се прецени нейната еволюция. Въпреки това изследователите се опитват да разберат миналото и настоящето на Вселената, като комбинират постиженията на науката и човешката мисъл през последните два века.

Ако имате късмета да се озовете под ясно небе на тъмно място в безлунна нощ, тогава когато погледнете нагоре, ви очаква великолепен космически пейзаж. С обикновен бинокъл можете да видите умопомрачителен силует от звезди и петна светлина, които се припокриват. Светлината от тези звезди достига нашата планета, преодолявайки огромни космически разстояния и си проправя път към очите ни през пространство-времето. Това е вселената на космологичната ера, в която живеем. Нарича се звездна ера, но има още четири.

Има много начини за разглеждане и обсъждане на миналото, настоящето и бъдещето на Вселената, но един от тях привлече вниманието на астрономите повече от други. Първата книга за пет века на Вселената е публикувана през 1999 г., озаглавена „Пет века на Вселената: Вътре във физиката на вечността“. (последна актуализация през 2013 г.). Авторите на книгата, Фред Адамс и Грегъри Лафлин, дават заглавие на всеки от петте века:

• Примитивна ера
• Звездна ера
• Дегенеративна ера
• Ерата на черните дупки
• Тъмна ера

Трябва да се отбележи, че не всички учени са привърженици на тази теория. Въпреки това много астрономи намират петстепенното разделение за полезен начин за обсъждане на толкова необичайно голям период от време.

Примитивна ера

Примитивната ера на Вселената започва секунда след Големия взрив. През първия, много малък период от време пространство-време и законите на физиката, както смятат изследователите, все още не са съществували. Този странен, неразбираем интервал се нарича ерата на Планк, смята се, че е продължил 1044 секунди. Също така е важно да се вземе предвид, че много от предположенията за ерата на Планк се основават на хибрид на общата теория на относителността и квантовата теория, наречена теория на квантовата гравитация.

В първата секунда след Големия взрив започва инфлацията - невероятно бързо разширяване на Вселената. След няколко минути плазмата започна да се охлажда и субатомни частици започнаха да се образуват и слепват. 20 минути след Големия взрив - в супер гореща, термоядрена вселена - започнаха да се образуват атоми. Охлаждането продължи с бързи темпове, докато 75% водород и 25% хелий останаха във Вселената, което е подобно на това, което се случва на Слънцето днес. Около 380 000 години след Големия взрив, Вселената се охлади достатъчно, за да образува първите стабилни атоми и да създаде космическо фоново микровълново лъчение, което астрономите наричат космическо микровълново фоново излъчване.

Звездна ера

Вие и аз живеем в звездна ера – по това време по-голямата част от материята, която съществува във Вселената, приема формата на звезди и галактики. Първите звезди във Вселената - наскоро ви разказахме за нейното откриване - бяха огромни и сложиха край на живота си под формата на свръхнови, което доведе до образуването на много други, по-малки звезди. Водени от силата на гравитацията, те се приближиха един към друг, за да образуват галактики.

Една от аксиомите на звездната ера е, че колкото по-голяма е звездата, толкова по-бързо изгаря енергията си и след това умира, обикновено само за няколко милиона години. По-малките звезди, които консумират енергия по-бавно, остават активни по-дълго. Учените прогнозират, че нашата галактика Млечен път, например, ще се сблъска и ще се слее със съседната галактика Андромеда след около 4 милиарда години, за да образува нова. Между другото, нашата слънчева система може да оцелее при това сливане, но е възможно слънцето да умре много по-рано.

Ерата на дегенерацията

Следва ерата на дегенерация (дегенерация), която ще започне около 1 квинтиллион години след Големия взрив и ще продължи до 1 дуодецилион след него. През този период всички остатъци от звезди, видими днес, ще доминират над Вселената. Всъщност пространството е пълно с тъмни източници на светлина: бели джуджета, кафяви джуджета и неутронни звезди. Тези звезди са много по-студени и излъчват по-малко светлина. Така в ерата на дегенерация Вселената ще бъде лишена от светлина във видимия спектър.

През тази ера малките кафяви джуджета ще задържат по-голямата част от наличния водород, а черните дупки ще растат, растат и растат, хранейки се с останките от звезди. Когато няма достатъчно водород наоколо, Вселената ще стане по-тъмна и по-студена с течение на времето. Тогава протоните, които са съществували от самото начало на Вселената, ще започнат да умират, разтваряйки материята. В резултат на това повечето от субатомните частици, радиацията на Хокинг и черните дупки ще останат във Вселената.

Радиацията на Хокинг е хипотетичен процес на излъчване от черна дупка на различни елементарни частици, главно фотони; кръстен на британския физик-теоретик Стивън Хокинг.

Ерата на черните дупки

За значителен период от време черните дупки ще доминират във Вселената, привличайки остатъците от маса и енергия. Те обаче в крайна сметка ще се изпарят, макар и много бавно.

Авторите на книгата вярват, според Big Think, че когато черните дупки най-накрая се изпарят, ще има малка светкавица - единствената останала енергия във Вселената. В този момент Вселената ще бъде почти история, съдържаща само нискоенергийни, много слаби субатомни частици и фотони.

Тъмна ера

В крайна сметка електроните и позитроните, които се движат в пространството, ще се сблъскат един с друг, понякога образувайки проитрониеви атоми. Тези структури са нестабилни, но съставните им частици в крайна сметка ще бъдат унищожени. По-нататъшното унищожаване на други нискоенергийни частици ще продължи, макар и много бавно. Но тази вечер погледнете в нощното небе, пълно със звезди, и не се тревожете за нищо - те няма да отидат никъде много дълго време и нашето разбиране за Вселената и времето може да се промени в бъдеще.