Космос - это очень поразительное место, в котором возможно всё! Изучать его можно бесконечно долго и сегодня я хочу вам рассказать о Вселенной! Начинаем! Сегодня у нас 3 темы - смерть космоса будет 3-ей темой!
Человеческое представление о чёрных дырах и их горизонт событий
Материалы для данного повествования я брал с YouTube-сообщества AdMe.
Наверняка вам знакомо понятие чёрных дыр — объектов, которые будто поглощают всё вокруг и полностью стирают информацию о поглощённом. Вы, вероятно, слышали и о том, что существует так называемый горизонт событий — граница, за которой уже невозможно выбраться наружу. Однако квантовая физика, которая объясняет фундаментальные законы нашего мира, утверждает, что информация не может быть уничтожена. Если же учесть, что чёрные дыры действительно стирают информацию, возникает логический конфликт, или парадокс. В связи с этим появилась новая гипотеза: возможно, у чёрных дыр нет настоящего горизонта событий, а лишь видимый, который лишь временно задерживает материю и энергию, а затем возвращает их, но в преобразованном виде. Это значит, что чёрные дыры не уничтожают информацию, а лишь трансформируют её. Если эта теория подтвердится и настоящий горизонт событий отсутствует, тогда привычное нам представление о чёрных дырах будет неверным. Очень интересная пища для размышления, правда? Идём дальше!
Количество планет в Млечном пути: от миллиардов звёзд до миллиардов пропавших миров
Материалы для данного повествования я брал с YouTube-сообщества tophype Long.
В нашей галактике, известной как Млечный Путь, насчитывается примерно 100 миллиардов звёзд. Исходя из этого, можно предположить, что количество планет примерно такое же, а на самом деле их может быть намного больше, поскольку вокруг большинства звёзд вращается не одна, а несколько планет. Почему у каждой звезды обычно есть хотя бы одна планета? Всё объясняется тем, что звезда формируется из газового облака, и после её появления из остатков этого облака образуются планеты. Иногда крупные астероиды, притянутые гравитацией звезды, тоже становятся планетами. Точное число планет подсчитать практически невозможно из-за их огромного количества, но по приблизительным данным в нашей галактике может быть от сотни миллиардов до нескольких триллионов планет (напомню, что один триллион — это тысяча миллиардов).
Недавно учёные пришли к выводу, что планет в Млечном Пути должно быть значительно больше — как минимум на два триллиона больше, чем считали раньше. Такие планеты называют «свободными» или «пропавшими». Для понимания масштаба: таких планет в нашей галактике примерно в двадцать раз больше, чем звёзд. Это действительно впечатляющие цифры! Изначально учёные не могли объяснить, куда могли исчезнуть эти планеты — возможно, они взорвались или рассеялись в космосе. Однако выяснилось, что они всё ещё существуют, просто не связаны гравитацией с какой-либо звездой и движутся по галактике самостоятельно. Такие планеты оказываются «сброшенными» с орбит из-за различных космических событий. Например, если на Землю повлияет крупное межзвёздное тело, оно может выбить нашу планету с её орбиты и даже из Солнечной системы — хотя, конечно, надеемся, что этого не случится.
Почему же эти свободные планеты называют пропавшими, если их уже обнаружили? Всё потому, что их очень трудно заметить, ведь они не освещаются светом звёзд. Это похоже на попытку найти булавку в полной темноте — задача крайне сложная.
Смерть Вселенной
Материалы для данного повествования я брал с YouTube-сообщества KOSMO.
Самой ранней теорией о возникновении мира была теория о стационарной Вселенной. Согласно ей наша Вселенная не имеет ни начала, ни конца, существовала всегда и будет существовать вечно, находясь в равновесном и стабильном состоянии. Однако наблюдения и расчёты показали, что такой расклад событий маловероятен, так как во Вселенной существуют процессы, необратимые по своей природе. в 1910-1920 гг. стала формироваться гипотеза, широко известная под названием «Теория Большого взрыва». В наше время она является самой проработанной теорией, объясняющей происхождение и эволюцию Вселенной. К ней приложили усилия десятки учёных. В её работу легли основы Альберта Эйнштейна, касающиеся общей теории относительности. Главный вывод этой теории: судьба Вселенной зависит от тёмной энергии - теоретического вида энергии, служащей причиной расширения пространства. Однако ничего определённого о сущности этого физического явления сказать пока невозможно. Существует большое множество теорий, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Согласно соременным данным возраст Вселенной отсчитывается с момента Большого взрыва и составляет чуть менее 14 млрд лет. Вселенная постоянно расширяется и в зависимости от плотности тёмной энергии она либо будет вечно расширяться со всё возрастающей скоростью, либо постепенно расширение замедлится и обратится вспять. При таком раскладе событий Вселенная сожмётся в бесконечно малую сингулярность, подобную той, из которой родилась. Но не волнуйтесь, не надо забывать, что этот процесс может продолжаться ещё миллиарды и триллионы лет. Современное развитие найки не позволяет дать однозначный ответ на вопрос о том, какая из этих возможностей наиболее вероятная.
На их основе можно представить 2 равновероятных развития событий, названных Большим разрывом и Большим сжатием.
Теория Большого разрыва
Скорость расширения космоса зависит от расстояния между объектами и происходит тем быстрее, чем дальше друг от друга они находятся. Важно помнить, что расширяется именно само пространство между объектами, и именно поэтому скорость расширения превышает скорость света. Этот порог называется горизонтом событий. Все объекты, находящиеся снаружи него, исчезают для наблюдателя и с ними невозможно взаимодействовать. Вы только представьте: сперва с небосклона пропадут дальние галактики и их скопления, а затем одна за одной потухнут звёзды Млечного пути, начиная с дальних от Солнца. Мрачная картина.
.
.
.
В случае, если теория Большого разрыва верна, скорость расширения Вселенной будет постоянно увеличиваться, это приведёт к тому, что силы расширения станут преобладать над гравитацией. Светила не смогут удерживать вокруг себя стремительно летающие планеты и спутники. Будут распадаться галактики, скопления, звёздные системы. Следующей стадией станет распад вещества на атомы, а затем атомов на элементарные частицы. Материя перестанет существовать. После этого современные законы физики перестанут работать. И что же произойдёт дальше? Предсказать невозможно.
Теория Большого сжатия
Такое случится, если общая гравитация, создаваемая всей материей космоса превысит силу его расширения. При таком сценарии процессы во Вселенной пойдёт так же, как и сейчас, пока её размер не уменьшится приблизительно в 5 раз от нынешнего. Скопления галактик сольются в 1 сверхскопление, занимающее весь космос, однако внутри самих галактик продолжат так же рождаться и умирать небесные светила, формироваться планеты и происходить прочие события. Когда же Вселенная сожмётся ещё в 20 раз, её объём составит всего 1% от сегодняшнего. Все галактики сольются в ОДНУ. Вскоре во всём космосе не останется жидкой воды, необходимой для биологической жизни. Во всяком случае в привычном для нас виде. Дальнейшее сжатие пространства приведёт к ещё более растущей температуре и нагреванию Вселенной. Плаенты будут выжжены, а затем расплавлены. Вся материя станет скомканной в одно облако кипящей плазмы. Затем распадутся на части атомы и элементарные частицы. В конце концов ВСЕЛЕННАЯ СОЖМЁТСЯ В СИНГУЛЯРНОСТЬ.
Теория Большого отскока
Она же и Теория о развитии теории Большого сжатия. Согласно её после схлопывания Вселенной в сингулярность она родится вновь. В очередном Большом взрыве. Эти события будут происходить снова и снова. Предположительно вечно, насколько возможно говорить о вечности за пределами пространства и времени.
Сложно назвать время любого из сценариев развития событий - слишком мало пока известно о тёмной энергии. Возможно та или иная теория воплотится в реальности, когда ещё будут существовать планеты звёзды. А если нет? Что, если момент окончательной гибели Вселенной невообразимо далеко отдалён во времени? Всё же законы физики таковы, что привычная нам Вселенная не может существовать бесконечно.
Эпохи нашего космоса
Выделяют 4 протяжённые космологические эпохи, каждая из которых имеет собственное лицо.
Мы живём в так называемую эпоху Звёзд. В окружающей нас Вселенной всё ещё остались обильные запасы межзвёздного газа - сырья, из которого формируются звёзды. Новые светила продолжают рождаться и этот процесс не закончится, пока не будут исчерпаны все запасы чудесного газа. Эта эпоха окончится в промежуток от 1 до 100 трлн лет. За это время Солнце, а также абсолютное большинство других звёзд исчерпают запасы ядерного топлива и превратятся в белые карлики, нейтронные звёзды или чёрные дыры.
Следующая эпоха - эпоха Распада. К этому моменту звёзд главной последовательности не станет. Бóльшая часть материи во Вселенной сосредоточится в белых и коричневых карликах, оставиви немного нейтронным звёздам и чёрным дырам. Все названные только что объекты будут остывать в течение длительного времени до 1 додециллиона лет. Белые карлики постепенно отдадут накопленное тепло в излучение и превратятся в чёрных карликов. Коричневые карлики так же остынут и вялотекущие термоядерные реакции в их недрах окончательно прекратятся. Постепенно бóльшая часть материи будет поглощена чёрными дырами. На этой стадии будут происходить аннигиляция тёмной материи и распад протонов. Протоны - это элементарные частицы, из которых состоят все известные нам атомы и считаются одними из самых долгоживущих элементарных частиц. Расчётное время "жизни" протонов составляет 100 додециллионов лет. Таким образом материя к концу эпохи Распада должна представлять собой море разрозненных элементарных частиц, среди которых остались отдельные нейтронные звёзды и чёрные дыры.
Следующая эпоха - эпоха Чёрных дыр. Согласно некоторым теориям они будут собираться в скопления и сливаться друг с другом, пока не образуют единую гигантскую чёрную дыру. Согласно другим теориям чёрные дыры станут медленно испаряться, излучая энергию, пока окончательно не исчезнут. Испарения чёрных дыр - это квантовый эффект, обусловленный излучением Хокинга. Он идёт тем интенсивнее, чем меньше чёрная дыра. Этот процесс предположительно закончится через 10¹⁰⁰ лет. Такое число называется гугол.
Как бы то ни было, во Вселенной останется лишь мёртвое пространство, заполненное остаточными продуктами процессов, происходивших в предыдущие эпохи - фотонами, позитронами, электронами, нейтрино и кварками. Электроны и позитроны постепенно нигелируют друг с другом. В таком виде Вселенная может существовать неограниченно долго. Как минимум до Большого сжатия или Большого Распада.
В любом случае человечество не доживёт до этого момента, вероятнее всего оно исчезнет ещё в эпоху Звёзд. Наша планета будет пригодна для жизни ещё около 1 миллиарда лет, после она будет выжжена постепенно нагревающимся Солнцем, а через 5-6 млрд лет наше светило, ставшее к этому времени красным гигантом, сбросит внешние оболочки и превратится в белый карлик.
НУ А ЧТО ЖЕ БУДЕТ ПОСЛЕ СМЕРТИ ВСЕЛЕННОЙ?
Вряд ли ответ на такой вопрос возможен, ведь после смерти Вселенной, по какому бы сценарию он не происходил, не станет ни пространства, ни времени в доступном нам понимании. Даже если верна теория Большого отскока, мы никак не узнаем об этом, как не сможем узнать и о предыдущей Вселенной - той, что была до нашей. Ведь чтоб прозвучало слово, должна быть тишина - до него, и после него.