Ничто не длится вечно. И наша Вселенная-это, конечно, тоже умрет. Ходят слухи, что она будет непрестанное развитие и, в конечном счете, смерть от энтропии. Увеличивается Вселенной и энтропия растет и будет расти до тех пор, пока все, что нам дорого, не умирают. Но это сантименты, но мы люди ученые, поэтому мы заинтересованы в том, как это будет выглядеть в конце Вселенной? Что она будет включать? Нет, ну, любопытно.
В ночном небе будут звезды
Через 150 миллиардов лет ночное небо на Земле выглядела бы совсем иначе. Так как Вселенная стремится к своей тепловой смерти, что пространство расширяется быстрее скорости света. Мы знаем, что скорость света является жестким ограничителем скорости всех объектов во Вселенной. Но это относится только к тем объектам, которые находятся в космосе, а не в ткани пространства-времени. Трудно понять на лету, но ткань пространства-времени уже расширяется быстрее, чем скорость света. В будущем это повлечет за собой странные последствия.
Поскольку само пространство расширяется быстрее, чем свет, есть космологический горизонт. Любой объект, который выходит за пределы этого горизонта потребуется умение наблюдать и записывать информацию о нем, используя частицы движущиеся быстрее, чем свет. Но такие частицы не существуют. Как только объекты выходят за пределы космологического горизонта, они становятся недоступными для нас. Любая попытка контакта или взаимодействия с далеких галактик за пределами этого горизонта потребует технологий, которые могут двигаться быстрее, чем расширение самого пространства. Так далеко за пределами нашего космологического горизонта, лишь единичные объекты. А потому, что темная энергия ускоряет расширение, все в итоге окажется за пределами досягаемости наших глазах.
Что это означает для Земли? Представьте, что смотрите в ночное небо через 150 миллиардов лет. Единственное, что будет видно несколько звездочек, которые остались в пределах космологического горизонта. В конце концов, и они уйдут. Ночное небо будет совершенно пустой, как табула Раса. Будущие астрономы не сможете доказать, что во Вселенной есть какой-то другой объект. Все звезды и галактики, которые мы видим сейчас, исчезнет. Для нас во всей Вселенной будет только Солнечной системы. Однако, Земля вряд ли доживешь до этого, но об этом ниже.
Жизнь после смерти солнце не исчезнет
Все мы знаем, что звезды не вечны. Их жизнь начинается с момента их образования, продолжается на протяжении всего основного этапа последовательность (что составляет большую часть жизни звезды) и заканчивается со смертью звезды. В большинстве случаев, звезды разбухают в несколько сотен раз его нормального размера, заканчивая главной последовательности фаз, а с ней и поглотить любые планеты, которые находятся рядом с ними.
Однако, для планет, которые вращаются вокруг звезд на больших расстояниях (за пределами «Фрост лайн» системы), в этих новых условиях может фактически стать достаточно теплой для поддержания жизни. По данным недавнего исследования, проведенного в Институте Карл Саган из Корнельского университета, эта ситуация в некоторых звездных системах могут существовать миллиарды лет и привести к появлению совершенно новых форм внеземной жизни.
Примерно 5,4 миллиардов лет наше солнце будет уходить главной последовательности фаз. Исчерпав водородное топливо в ядре, инертный гелий пепла, что будет там, становится неустойчивым и разрушается под действием собственного веса. Это приводит к тому, что сердечник будет нагреваться и становиться плотнее, что в свою очередь увеличит Размер звезды-Солнца войдет в фазу «ветвь красных гигантов».
Этот период начнется, когда наше солнце станет субгиганты и будут медленно в течение около полутора миллиардов лет. Следующие полмиллиарда лет она будет расширяться быстрее, пока вы не превышать свой объем в 200 раз, а не несколько тысяч раз ярче. Тогда он официально станет красным гигантом, а его диаметр будет примерно 2 а. Е. солнце выйдет за пределы орбиты Марса.
Очевидно, Земля не переживет появление красного гиганта в Солнечной системы, как Меркурий, Венера или Марс. Но для «Фрост лайн», где достаточно холодно, чтобы летучие вещества — воды, аммиака, метана, углекислого газа и угарного газа остается в замороженном состоянии, останутся газовые гиганты, ледяные гиганты и карликовые планеты. И начнется тотальное оттепель.
Короче, когда звезда расширяется, ее «обитаемой зоне» будет делать то же самое, охватывая орбитами Юпитера и Сатурна. Когда это происходит, ранее необжитом месте — как спутники Юпитера и Сатурна — может вдруг стать жилой. То же самое верно для многих других звезд во Вселенной, которым суждено стать красными гигантами как они стареют и умирают.
Когда наше солнце достигнет ветви красных гигантов фазы, он будет только 120 млн. лет активной жизни. Этого времени недостаточно, чтобы появились и развились новые формы жизни, можно стать по-настоящему сложной (как человека и других млекопитающих). Но, согласно недавно опубликованной в astrophysical тетрадь, часть планет возле других красных гигантов в нашей Вселенной может оставаться обитаемой гораздо дольше — до девяти миллиардов лет или больше в некоторых случаях.
Чтобы помочь вам понять, что девять миллиардов лет в два раза превышает нынешний возраст Земли. Если предположить, что мы заинтересованы в мире будете иметь необходимый состав элементов, они будут иметь достаточно времени, чтобы дать повод для новых сложных форм жизни. Ведущий Автор исследования, профессор Лиза Кальтенеггер, также является директором Института Карла Сагана. Она не понаслышке знает, как искать жизнь во Вселенной:
«Когда звезда стареет и осветляет, обитаемой зоне движется наружу, и вы на самом деле увидеть вторую жизнь планетной системы. В настоящее время объекты в дальних регионах, замороженных в нашей Солнечной системе, как Европа и Энцелад, спутники Юпитера и Сатурна. После нашего желтого Солнца будет достаточно расшириться, чтобы стать красным гигантом и превратить землю в выжженную пустыню, в нашей Солнечной системе по-прежнему будут регионы в других системах также — где жизнь могла бы процветать».
Когда звезда расширяется, она теряет массу и выталкивает ее наружу в виде солнечного ветра. Планеты, которые вращаются близко к звезде, либо имеют низкую гравитацию на поверхности, вы можете потерять атмосферу. С другой стороны, планет с достаточной массой (или находится на безопасном расстоянии), может атмосфера спасти. В контексте нашей Солнечной системы, что означает, что через несколько миллиардов лет миры, такие как Европа и Энцелад (который также может быть жизнь подо льдом оболочки) может быть прибежищем для жизни.
Наше солнце превратится в черного карлика
На данный момент наша Вселенная имеет много различных типов звезд. Красных карликов — холодных звезд, испускающих красный свет, являются одними из самых распространенных. Также во Вселенной много белых карликов. Эта звезда-это остатки мертвой звезды, состоящей из материи, скрепленных квантовые эффекты. В настоящее время астрономы полагают, что белые карлики имеют практически бесконечную продолжительность жизни. Но через определенное время они умрут и превратятся в экзотические со звездами: черные карлики.
Такая же судьба ждет и наше солнце. В далеком будущем наше солнце будет излучать свои наружные слои и станет белым карликом-звездой, которая сохранится на протяжении миллиардов лет. Но в один прекрасный день даже белые карлики начинает охлаждаться. Через 10100 лет, они остыли до температуры, равной температуре реликтового излучения на несколько градусов выше абсолютного нуля.
Когда это произойдет, наша звезда превратится в черный карлик. Потому что этот тип звезд-это так здорово, глаз человека, он будет невидим. Для тех, кто пытается найти солнце, что дал нам жизнь, это будет невозможно сделать с помощью оптических систем. Ему придется искать его по гравитационным эффектам. Большинство звезд, которые мы видим в ночном небе станут черными карликами (еще одна причина, почему ночное небо сканируется). Но для нашего теплого Солнца особенно обидно.
Странный рейтинг
К тому времени, когда наше солнце превратится в черного карлика, Звездная эволюция уже завершена. Новые звезды не будут рождаться. Вместо Вселенной устремятся к холоду остается звезд. И это позволит Вселенная начнет создавать странные звезды, которые существенно отличаются от известных.
Один из них-морозной или холодной звезды. Когда звезды во Вселенной выжечь их ядерным топливом, они увеличивают их металличность. В астрономии-это мера элементов в звезды, которые тяжелее гелия — почти всех элементов, начиная с лития. С увеличением metallicheski звезды, они становятся все холоднее, потому что более тяжелые элементы выдают меньше энергии в процессе синтеза. Наконец, звезды станут так холодно, что будет иметь температуру 0 градусов, замерзания воды.
Заглядывая в будущее, там будет еще более странно, звезды. Примерно через 101500 лет в будущее, энтропия возьмет верх, и Вселенная, по сути, мертв. В эти холодные времена, чтобы управлять Вселенной являются квантовые эффекты.
Квантового туннелирования позволит световые элементы, которые будут обобщены в неустойчивой формы из железа. Это, в свою очередь, распадаются на более стабильный изотоп, испуская слабое количество энергии. Эти железные звезды будут только в виде звезды, возможно в это время. Но они встречаются только в моделях, что астрономы не верят в распад протона, так что эта идея является не самой популярной.
Все нуклонов распадется
Перемотка с точки в 1015 лет после большого взрыва до точки, в 1034 лет. Если человеческая раса к тому моменту мертв, этот возраст мы, конечно, не выживут. Как уже упоминалось выше, астрономы постоянно спорят о том, является ли распад протона до конца времен. Допустим, да.
Нуклоны-это частицы в ядре атома, протоны и нейтроны. Свободный нейтрон, как известно, распад с периодом полураспада 10 минут. Но Протон является чрезвычайно стабильной. Никто не видел воочию распада протона. Но в конце Вселенной все изменится.
Физики предполагают, что период полураспада протона составляет 1037 лет. Мы не наблюдали этого распада, потому что Вселенная не достаточно стара. В эпоху развала (1034 – 1040 лет) наконец протоны начнут распадаться на позитроны и пионы. К концу эпохи распад всех протонов и нейтронов во Вселенной закончится.
Очевидно, жизнь в проблемы начала Вселенной. Если предположить, что человеческий род пережил смену Солнца и переселились в более удобный часть Вселенной, в определенный момент, уже законы физики будут диктовать гибели человеческой расы. Наши тела и все межзвездные объекты состоят из нуклонов. Когда они распадаются, все, жизнь закончится, потому что атомы сами по себе перестанет существовать. Жизнь не может продолжать существовать в таких условиях (и в такой форме) и Вселенная погрузится в эпоху черных дыр.
Черные дыры, потока Вселенной
Когда нуклоны исчезли, черные дыры будут включены в Закон и будут править Вселенной от 1040 лет после большого взрыва до 10100 лет. С этого момента мы начинаем говорить о временах так долго, что понять их своим умом совершенно невозможно. Через некоторое время, значительно большее, чем сегодня возраст Вселенной, единственной структуры будут оставаться черные дыры.
Когда нуклоны ездить, главное субатомных частиц станет лептоны — электроны и позитроны. Они будут кормить черных дыр. Остатки поглощающего вещества во Вселенной, черные дыры излучают частицы, которые заполнят Вселенной фотоны и гипотетические гравитоны. Но черные дыры обречены на смерть, а решение по Стивену Хокингу.
По мнению Хокинга, черные дыры испаряются из-за излучения. Излучая, теряют массу в виде энергии. Этот процесс занимает много времени, поэтому мы практически ничего не знаем. Так что черная дыра полностью испаряется, оно должно занять годы, 1060, так что этот процесс еще не перешла до конца на своем веку нашей Вселенной. Но, как мы уже говорили, в конце концов умрет и черные дыры. Из них будет только безмассовых частиц и несколько рассеянных лептонов, которая будет лениво общаться и теряют свою энергию.
Появится атома нового типа
После нашей Вселенной останутся только несколько субатомных частиц, казалось бы, говорить больше не о чем. Но в жизни могут появиться даже в этом худшем из всех возможных миров.
В течение многих лет исследователи из частиц говорили о позитронии, tomopterna, когда позитрон и электрон. Эти две частицы имеют разноименные заряды. (Позитрон является античастицей электрона). Следовательно, соленоид будет привлечено. Когда пары такие частицы начнут взаимодействовать, они могут появиться и рудиментарные орбиты и поведении атомов.
Поскольку позитроний бывает редко, чтобы назвать эту модель позитроника «химии» не обходится. Но эти странные «атомы» можно получить очень интересные вещи. Во-первых, они смогут существовать на гигантской орбиты, которые охватывают межзвездном пространстве. В то время как две частицы взаимодействуют, они могут сэкономить несколько независимо от расстояния.
В эпоху черных дыр, некоторые из этих «атомов» будут иметь диаметры покрыв расстояние больше, чем наши нынешние наблюдаемой Вселенной. Состоящие из лептонов атомов позитрония, переживет распад протона и проходить через эпохи черных дыр. Кроме того, черные дыры будут создавать атомов позитрония в процессе излучения. Через определенное время затухания и позитронно-электронной пары. Но прежде, чем Вселенная может родить неописуемой жизни.
Все тормозит, даже мысли
Когда эпоха черных дыр подходит к концу, и даже эти Звездные гиганты исчезнут в темноте, в нашей Вселенной останется только несколько вещей, в основном диффузного субатомных частиц, а оставшиеся атомы позитрония. После этого во Вселенной все будет происходить очень медленно, любое событие может длиться целую вечность. По мнению некоторых физиков-теоретиков, таких как Фримен Дайсон, на этот раз во Вселенной могут вновь увидеть жизнь.
Через долгое, долгое время органической эволюции может начать развиваться из позитрония. Существа, которые появятся, будет сильно отличаться от всего, что мы знаем. Например, они могут быть огромными, охватывающих межзвездных расстояниях. Ведь во Вселенной ничего не останется, им будет где развернуться. Но так как эти формы жизни являются огромным, думаю, они будут намного медленнее, чем у нас. На самом деле создание даже одной мысли такое создание может занять миллиарды лет.
Нам это может показаться странным, но, как эти твари будут существовать в огромных периодов времени, эта идея будет мгновение для них. Они будут невероятно долго, наблюдая, как Вселенная пролетает мимо них. Но они канут в Лету.
Конец «макрофизики»
К этому времени Вселенной достигнет практически максимального состояния энтропии, то есть станет однородной области энергетики и ряда субатомных частиц. Она будет, после эпохи черных дыр, гораздо позже, через 10100 лет. Пространство будет расширяться столько, сколько темной энергии становится настолько мощным, что даже черные дыры перестанут существовать и Вселенная потеряет массивных объектов.
Трудно представить себе такую Вселенную. Вы только вдумайтесь: звезды перестанут формироваться, потому что субатомные частицы, которые составляют материю, будут разделены такими расстояниями, что они не будут в состоянии удовлетворить, путешествуя со скоростью света. Даже атомы позитрония, не смогут появиться.
Физика закончится. Только физическая модель, которая будет продолжать работать, будет квантовая механика. Квантовые эффекты будут происходить даже на огромные межзвездные расстояния в гигантские сроки. В итоге, температура Вселенной падает до абсолютного нуля: там будет власть, которая может быть превращена в работу. В некоторых моделях расширение пространства будет продолжать расти, разрывая пространство-время на части. Вселенная перестанет существовать.
Возможно ли, чтобы отвлечься от всего этого?
До сих пор наше путешествие к концу Вселенной сопровождалось только темные и депрессивные события. Но физики не теряют оптимизма и брызгает для человечества возможных способов пережить конец света и даже повторно запустить нашу Вселенную.
Наиболее перспективным способом вырваться из нашей Вселенной с максимальной энтропией является использование черных дыр, в то время как фотоны затухания не сделает жизнь невозможной. Черные дыры-это очень загадочные объекты, но теоретики предполагают, используя их для входа новых вселенных.
Современная теория предполагает, что пузырь вселенные постоянно рождаются в нашей собственной Вселенной, образуя новые вселенные с веществом и возможности для жизни. Хокинг считает, что черные дыры могут быть выходы в этих новых вселенных. Но есть одна проблема. Как только вы пересекаете границу черной дыры, пути назад нет. Поэтому, если человечество принимает решение отправиться в черную дыру, это будет поездка в одну сторону.
Во-первых, вы должны найти достаточно массивной вращающейся черной дыры, чтобы пережить путешествие сквозь горизонт событий. Вопреки распространенному мнению, через массивные черные дыры, безопаснее ездить. Космические путешественники будущего, можно надеяться, что путешествие не закончится в слезах, но не сможете связаться со своими друзьями по эту сторону черной дыры и информировать их о результате. Каждый поход-это прыжок веры.
Но есть способ, чтобы убедиться, что на другой стороне нас ждет новая Вселенная. По словам Алана Гута, новорожденная Вселенная должна только 1089 фотоны, электроны, 1089, 1089 позитронов, нейтрино, 1089, 1089 антинейтрино, 1079 протонов, нейтронов и 1079 начать. Может показаться, что много, но сумма не больше кирпича.
Люди будущего могли произвести ложного вакуума в пространство с потенциалом для расширения — с помощью супер-сильным гравитационным полем. В далеком будущем люди могли бы заполучить технологию создания ложного вакуума и начать свою собственную вселенную. После первоначального расширения Вселенной длится доли секунды, новую вселенную мгновенно расширяться и станет новым домом для людей. Быстрый прыжок через червоточину — и мы спасены.
Случайная квантового туннелирования может перезапустить вселенную
Что будет с Вселенной, которую мы оставили позади? Через некоторое время она, наконец, достигает максимальной энтропии и стать совершенно непригодной для жизни. Но даже в этой мертвой Вселенной, у жизни шанс. Исследователи квантовой механики знают об эффекте квантового туннелирования. Это когда субатомных частиц, которые могут ввести в состояние энергии, невозможно в классическом стиле.
В классической механике, например, мяч не может спонтанно взять и пойти под горку. Запрещается энергетическое состояние. Элементарная частица также имеет запрещенных энергетических состояний с точки зрения классической механики, но и квантовой механики, переворачивает все с ног на голову. Некоторые частицы могут «туннель» в этих энергетических состояниях.
Этот процесс уже происходит в звездах. Но по отношению к краю Вселенной есть странная возможность. Частиц в классической статистической механике не может перейти от более высокого состояния энтропии на более низкую. Но с квантового туннелирования — может и получится. Физики Шон Кэрролл и Дженнифер Чен выдвинули идею, что через определенное время квантового туннелирования может самопроизвольно уменьшить энтропию во Вселенной мертв, вызовет новый большой взрыв и перезагрузка Вселенной. Но не задерживайте дыхание. На спонтанное уменьшение энтропии происходит, придется ждать 1010^10^56 лет.
Существует и другая теория, которая дает нам надежду на новый мир — на этот раз из математиков. В 1890 году Анри Пуанкаре опубликовал свою теорему о возвращении, согласно которому после невероятно долгого времени все система вернется в состояние, близкое к исходному. Это также относится и к термодинамике, в которой случайных тепловых флуктуаций во Вселенной с высокой энтропией может привести к его возвращению в исходное состояние, а затем все начинается снова. Пройдет время, и Вселенная может вновь образоваться, и существ, которые будут жить в нем, не имеет ни малейшего понятия о жизни в нашей Вселенной.
По материалам listverse.com
11 удивительных вещей, которые будут происходить до конца Вселенной
Илья Хель
