https://frosthead.com

Co trzyma przyszłość wszechświata?

Zadziwiające jest, jak często pochodzenie rzeczy jest powiązane z tymi samymi zjawiskami, które ostatecznie prowadzą do ich śmierci - fakt, który jest szczególnie widoczny, gdy rozważamy kosmiczne zakończenia, od końca Ziemi do końca wszechświata.

Na przykład planetolodzy coraz bardziej podejrzewają, że komety (zamarznięte kule pyłu i lodu) i obciążone lodem meteoryty zderzające się z pierwotną Ziemią prawdopodobnie dostarczyły większość wody planety - i być może dużą część materii organicznej - niezbędnej do życia. Cząsteczki organiczne zostały wykryte w kometach, takich jak Hale-Bopp, a w ostatnich badaniach naukowcy przeprowadzili symulację tych kosmicznych lądowań zderzeniowych za pomocą pistoletu gazowego do wystrzeliwania metalowych pocisków z prędkością 16 000 mil na godzinę w bloki lodu zawierające niektóre z nich chemikalia, które tworzą komety. Fala uderzeniowa i ciepło wytwarzane przez uderzenie tworzyły cząsteczki, które tworzyły aminokwasy, budulce białek.

Jednak te same przedmioty, które dały życie tej planecie, mogą również oznaczać jej śmierć. Astronomowie przewidują, że kometa lub asteroida wystarczająco duża, aby spowodować globalne spustoszenie, będą uderzać w Ziemię co około 100 milionów lat. Na szczęście, jeśli taka kometa lub asteroida miałyby przybyć wcześniej, niż się spodziewano, budujemy systemy obserwacyjne do odkrywania i śledzenia obiektów w pobliżu Ziemi, co prawdopodobnie zapewni nam wystarczająco dużo czasu, aby przewidzieć katastrofę.

Innym kosmicznym zmiażdżeniom nie można jednak zapobiec, bez względu na to, ile wcześniej mamy ostrzeżeń. Nieunikniony holownik grawitacyjny, który umożliwił powstanie Drogi Mlecznej, skierował nas również na kurs kolizyjny z naszą sąsiednią galaktyką, Andromedą. Ostatnie obserwacje potwierdzają, że Andromeda zmierza prosto w naszą stronę z prędkością około 60 mil na sekundę i przemierzy dystans 2, 5 miliona lat świetlnych, który dzieli nasze galaktyki za około cztery miliardy lat.

Chociaż zderzenie dwóch galaktyk może przywołać obrazy masowej dewastacji, wydarzenie będzie w dużej mierze niezauważalne dla naszych potomków, jeśli w ogóle będą w pobliżu. (Będą musieli znaleźć inny dom: do tego czasu rosnąca jasność naszego Słońca sprawi, że Ziemia nie będzie nadawać się do zamieszkania). Galaktyki są w większości pustymi przestrzeniami, więc prawie żadne gwiazdy ani planety nie zderzą się.

Niemniej jednak Droga Mleczna, jaką znamy, przestanie istnieć. Początkowo obie galaktyki będą się przesuwać obok siebie i rozsuwać, aż grawitacja uderzy w hamulce i przyciągnie je do siebie. Gdy Andromeda i Droga Mleczna połączą się, obie utracą strukturę podobną do dysku, tworząc jedną galaktykę eliptyczną, którą niektórzy astronomowie nazwali „Milkomeda”.

Gdyby wielkość wszechświata pozostała niezmieniona, wzajemne przyciąganie grawitacyjne między galaktykami ostatecznie spowodowałoby ich scalenie. Ale jak wiemy od czasu odkrycia astronoma Edwina Hubble'a w 1929 roku, wszechświat rozszerza się i galaktyki średnio oddalają się. Przez większą część XX wieku w kręgach kosmologii najważniejsze było pytanie: czy we wszechświecie jest wystarczająca masa, aby grawitacja mogła zatrzymać tę ekspansję? Czy odległe galaktyki będą się dalej rozsuwać, zwalniając, ale nigdy nie zatrzymując się?

Potem przyszło odkrycie z 1998 roku, które przedstawiało trzecią, nieprzewidzianą opcję: ekspansja wszechświata nie spowalnia, jak powinien robić każdy rozsądny wszechświat, ale przyspiesza. Wiemy teraz, że około 70 procent energii wszechświata znajduje się w pustej przestrzeni, choć nie mamy najmniejszego pojęcia, dlaczego. Ta „ciemna energia” działa jako rodzaj kosmicznej antygrawitacji - pusta przestrzeń wydaje się wytwarzać siłę odpychającą, która jest przeciwieństwem siły przyciągającej wywieranej przez wszystkie formy materii. Te dwie konkurujące siły wpłynęły na ekspansję wszechświata od czasu Wielkiego Wybuchu. Ale wraz z rozszerzaniem się wszechświata gęstość materii spadła, podczas gdy ilość ciemnej energii pozostała stała. A ponieważ hamujący wpływ grawitacji osłabł, ekspansja przyspieszyła. Jeśli ciemna energia nadal dominuje, najbardziej prawdopodobny wynik jest bardziej ponury niż którykolwiek z wcześniej przewidywanych scenariuszy. Obecna ekspansja będzie trwała wiecznie, nabierając prędkości, tak że wszystkie galaktyki, które teraz obserwujemy, około 100 miliardów z nich, pewnego dnia znikną poza naszą zdolność do ich wykrycia. Nasza galaktyka będzie sama w widzialnym wszechświecie. A potem, gdy gwiazdy wypalą się, wszechświat będzie naprawdę zimny, ciemny i pusty.

Jeśli czujesz się zawiedziony tym ponurym wnioskiem do wszystkich rzeczy, pociesz się wiedząc, że ten wynik jest tylko przyszłością, jaka może być. Dopóki nie zrozumiemy prawdziwej natury ciemnej energii, los kosmosu pozostanie tajemnicą. Wszechświat może mieć jeszcze niespodziewane zakończenie.

Co trzyma przyszłość wszechświata?