Что ждет нашу Вселенную в будущем?
Судьба Вселенной определена законами природы, контролирующими и направляющими все события, которые в ней происходят. Будучи разумным и весьма и любопытным видом, мы поставили перед собой задачу узнать все эти законы, хотя и понимаем, что не в состоянии их изменить.
Наши нынешние знания в области астрономии помогают нам предположить, какие интересные события произойдут во Вселенной в далеком будущем. Итак, начнем:
Спустя 100 000 лет: смерть красного сверхгиганта
Красный сверхгигант — звезда Антарес настолько велика, что если ее разместить в центре нашей Солнечной системы, она поглотит орбиту Марса.
Солнце по сравнению со звездой Антарес. Источник: Википедия
Такие массивные, как Антарес, звезды сжигают свое ядерное топливо всего за несколько миллионов лет, а затем разрушаются под действием собственной чудовищной гравитации, что вызывает впечатляющий взрыв, называемый сверхновой. Взрыв Антареса будет настолько ярким, что будет виден на Земле даже днем, даже на расстоянии полутора тысяч световых лет! Земля будет находиться на достаточно безопасном расстоянии от этого события, и оно не будет являться для нас угрозой.
Через 300 000 лет: возможный поток гамма-лучей, который может уничтожить жизнь на Земле
Одна из звезд в звездной системе WR 104, расположенной 7500 световых лет от нас, находится на стадии, предшествующей появлению сверхновой. Существует вероятность того, что звезда при переходе в состояние сверхновой может создать плотно сфокусированный луч высокоэнергетических гамма-лучей с обоих своих полюсов. Такие гамма-всплески (GRB) признаны явлением с наибольшей энергетикой, присущей известным космическим объектам.
Представление художника о взрывающейся звезде, излучающей гамма-всплеск (GRB). Источник: ESO
Сфокусированные гамма-лучи могут легко уничтожить всю жизнь на нашей планете, даже если придут с относительно большого расстояния. Изучив свойства этой звезды, мы предполагаем, что GRB может произойти в направлении, которое приблизительно ориентировано на Землю. Существует очень небольшая вероятность того, что направление GRB будет именно таким, которое мгновенно уничтожит всю жизнь на Земле.
Через 1 миллиард лет: Солнце становится все больше и ярче
Прежде чем стать красным гигантом, Солнце увеличит свою яркость на 10%. Это в конечном итоге приведет к снижению уровня углекислого газа, что сделает невозможным фотосинтез. Более высокая светимость также увеличит среднюю температуру на Земле до таких значений, при которых испарятся все океаны. Добро пожаловать на Марс!
Иллюстрация художника о бесплодной Земле, лишенной океанов. Источник: Public Domain Pictures
С этого момента сложная жизнь на Земле станет практически невозможна. Земли, которую мы знаем сегодня, больше не будет. По мере того, как Солнце будет становиться все больше и ярче, вся жизнь на Земле постепенно погибнет, и средняя температура поверхности нашей планеты преодолеет отметку в тысячу градусов.
Через 4 миллиарда лет: столкновение галактик Андромеда и Млечный путь
Галактика Андромеда столкнется с галактикой Млечный Путь. Это будет великолепный гравитационный танец из триллионов звезд Андромеды и более 200 миллиардов звезд Млечного Пути. Но из-за огромных расстояний между каждой звездой очень маловероятно, что любые две звезды столкнуться в ходе этого процесса.
Столкновение двух галактик
Однако такое столкновение галактик создаст новые звезды из-за повышения плотности газообразного водорода. Объединенная галактика, скорее всего, будет эллиптической, и будет называться, к примеру, Андро-Путь. Ну или Млечномеда. Две сверхмассивные черные дыры (SBHs) в центре каждой из бывших галактик сольются в поистине гигантскую черную дыру, имеющую массу
1 миллиард масс Солнца!
Через 100 миллиардов лет: все солнцеподобные звезды мертвы, жизнь вокруг таких звезд невозможна
Чем больше звезда, тем быстрее и эффектнее ее смерть. Самые большие звезды Вселенной умирают всего за несколько миллионов лет, так как они быстро тратят свое ядерное топливо. Материал, выброшенный из них, в конечном итоге рождает менее массивные звезды, подобные Солнцу. Солнцеподобные звезды умирают медленнее, поскольку они потребляют свое ядерное топливо умеренно, и способны поддерживать жизнь на планетах, обращающихся вокруг них, в течение достаточно долгого времени.
Временная диаграмма, показывающая жизненный цикл солнечных звезд. Источник: Википедия
Максимальная продолжительность жизни таких звезд составляет не более
10 миллиардов лет, после чего они становятся умирающими белыми карликами, неспособными поддерживать жизнь вокруг себя.
Через 100 миллиардов лет все существующие солнцеподобные звезды будут долгожителями.
Вряд ли какие-либо новые звезды, подобные Солнцу, будут созданы после этого срока. Это связано с замедлением скорости звездообразования в галактике.
1 триллион лет: красные карлики — единственные звезды, которые еще существуют
Звезды, которые меньше Солнца, красные карлики, расходуют топливо еще медленнее. Продолжительность жизни таких звезд составляет
1-20 трлн. лет, что по крайней мере в 100 раз больше, чем жизнь солнцеподобных звезд. Известно, что около 75% из 200 миллиардов звезд в нашей галактике являются красными карликами, что делает их наиболее распространенным типом звезд. Таким образом красные карлики являются единственной надеждой на поддержание жизни в будущем.
Сравнение размеров звезды красного карлика с нашим Солнцем. Источник: НАСА
Поскольку звезды типа красного карлика довольно малы и распространены, в сочетании с их впечатляюще долгим «срокам службы», они будут существовать около100 трлн. лет. По сравнению с младенческим возрастом нашей Вселенной (
13,8 миллиарда лет), 100 триллионов лет возможного развития жизни вокруг красных карликовых звезд является довольно серьезным преимуществом в пользу этих маленьких звездочек.
Однако, как это не печально, примерно через 100 триллионов лет даже стойкие красные карлики умрут, не оставив звезд, способных сохранять жизнь.
Ближайшая звезда к Солнцу, Proxima Centauri, является красным карликом и находится всего в 4,3 световых годах от нас. Мы знаем, что делать, чтобы спасти себя.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Что ждет вселенную: взгляд в будущее до финального конца всего сущего
Люди, которые утверждают, что знают, как выглядит будущее всего сущего, были всегда. Но когда сегодня об этом говорят астрономы, их предсказания имеют более солидную основу, чем у прочих провидцев. А все потому, что у астрономов есть данные, много данных, которые позволяют заглянуть в прошлое на многие миллионы лет. В этом смысле это не какой-то сложный фокус, а исключительно математический расчет, который позволяет экстраполировать будущее вселенной. Конечно, и здесь возможны различные спекуляции, но наши знания о глобальном космическом будущем никогда еще не были более обоснованными, чем сегодня.
Особая комбинация расположения Земли и Луны обеспечила возможность жизни на нашей планете. Как показывают текущие расчеты, Земля и ее естественный спутник в конечном итоге сгорят в Солнце.Фото: APA/AFP/NASA/HO
Для начала вернемся к нашему миру и его неизбежной гибели. Все прекрасно понимают, что Земля не будет существовать вечно. Но как закончится земная жизнь, существует несколько вариантов. Неконтролируемый парниковый эффект, столкновение с астероидом или звездные взрывы могут легко убить жизнь на Земле, но не уничтожат саму планету.
Красно-бело-холодный конец
Судьба Земли во многом зависит от Солнца, и, в отличие от нас, людей, Земля может прожить еще семь миллиардов лет. Со временем ядерный синтез водорода в гелий на Солнце примет такие пропорции, что наша звезда превратится в красного гиганта, и она поглотит Землю. Поначалу физики еще предполагали, что Земле удастся избежать этой судьбы, но, как показывают современные расчеты, эта надежда, увы, несбыточна.
Эта размытая фотография красного гиганта была сделана Европейской Южной обсерваторией ESO в 2017 году телескопом Very Large Telescope. Это позволяет представить себе, как будет выглядеть со временем и наше Солнце. Фото: APA/AFP/European Southern Observatory
В какой-то момент ядро Солнца станет настолько плотным и горячим, что гелий сольется с более тяжелыми элементами. Выбросы приведут к тому, что Солнце сбросит свою внешнюю оболочку, оставив только раскаленное ядро размером с нашу теперешнюю Землю, и превратится в белого карлика. А еще через несколько миллиардов лет Солнце вместе с нашими остатками станет темным и холодным.
Как священник придумал Большой взрыв
Это то, что касается нашей Солнечной системы. Но ведь существует и остальная вселенная. Поначалу физик Альберт Эйнштейн, которому мы обязаны основами нашего понимания космоса, считал вселенную статичной. Но он ошибался. В 1927 году бельгийский астрофизик и священник Жорж Леметр опубликовал работу, в которой он утверждал, что вселенная расширяется — тезис, который подтвердился многочисленными и всесторонними измерениями. Таким образом можно было наблюдать, что галактики удаляются все дальше и дальше от нас.
При этом расширение Вселенной позволяет также делать выводы о ее происхождении: Леметр пришел к умозаключению, что вселенная была создана взрывом первичного атома, в котором была сжата вся энергия. Критики этого тезиса назвали его «Теорией Большого взрыва» (Big Bang Theory). В частности, такие физики как Эйнштейн или Артур Эддингтон, изначально отвергли эту идею, так как такой подход показался им слишком религиозным — они считали, что не могло все начаться с подобного Сотворению взрыва. Но, в конце концов, Леметру удалось убедить в своей правоте не только католическую церковь, но и ученых.
Большинство современных физиков считает, что вселенная образовалась в результате Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад. Графика: Fatih Aydogdu, Quelle: Nasa/CXC/M. Weiss
Большие разборки
С конца 1990-х годов мы знаем, что вселенная не только расширяется, но и что этот процесс даже ускоряется. Что касается будущего развития космоса, то оно определяется двумя силами: расширением, которое, с одной стороны, разделяет вселенную, и гравитацией, которая сжимает ее, с другой. В зависимости от того, какая сила победит, мы движемся либо к абсолютному холоду, либо к смертельной жаре.
И сейчас существует несколько физических теорий, которые конкурируют между собой, продвигая свою версию конца всего сущего. При этом во всех них с избытком используется превосходная степень, и каждая из этих теорий претендует на обладание атрибутом «большой». И «Большое сжатие» и «Большой холод» — это лишь две теории из «большой» серии подобных прогнозов. Теория Большого холода (англ. Big Freeze, Big Whimper) делает ставку на продолжение расширения вселенной. И большинство имеющихся астрофизических данных подтверждают эту теорию. При этом, считают сторонники такого развития событий, вселенная продолжит остывать и, в конце концов, достигнет точки температуры абсолютного нуля. А вот в теории Большого сжатия (Big Crunch) ставка делается на гравитацию, которая все сожмет и раздавит: все будет постепенно становиться все более горячим и плотным, пока все вселенная снова сконцентрируется в одной единственной точке — такой себе Большой взрыв наоборот.
«Ничто» не существует
Осталось только уточнить, что же на самом деле будет, когда ничего не останется. В этом отношении современная физика имеет обнадеживающее сообщение. И это связано с фундаментальным принципом квантовой механики — принципом неопределенности Гейзенберга.
Физик Вернер Гейзенберг понял в 1927 году, что энергия и время, а также место и импульс не могут быть определены точно в одно и то же время. Даже в совсем пустом пространстве в течение очень коротких периодов времени могут происходить колебания энергии — так называемые колебания вакуума. Их значение оценивается в научном мире неоднозначно, но при этом их однозначно понимают, как нечто фундаментальное, что обязательно останется, если однажды вселенная все же уступит место пустоте. И как бы не выглядел окончательный конец вселенной, теперь уже ясно: «Ничто» не существует!
Источник
Будущее вселенной
Большой взрыв, который создал Вселенную около 14 миллиардов лет назад стал общепринятой космологической теорией. Она оттеснила на периферию все остальные — будь то теория статичной Вселенной или другие теории.
Но что ждет Вселенную в конце ее жизни?
Есть несколько вариантов.
Согласно одной теории Вселенная закончит свой век во всепожирающем пламени Большого схлопывания, за которым не исключен новый Большой взрыв.
Согласно теории большого остывания или тепловой смерти Вселенной, она будет расширяться и расширяться приближая температуру к абсолютному нулю, при котором невозможна никакая жизнь.
Следует упомянуть и теорию большого разрыва. По ней скорость расширения Вселенной экспоненциально возрастает со временем, достигая величин, при которых удаленные галактики выйдут за горизонт событий. Поскольку, относительная скорость их разбегания превысит скорость света. Этот выход за световой барьер и носит название большого разрыва, после которого ночное небо станет абсолютно черным за исключением ближайших звезд.
Три возможных варианта — какой же из них определит судьбу Вселенной? Если вкратце — неизвестно. Известно только, что сейчас Вселенная находится в стадии ускоренного расширения, иными словами привычная нам Вселенная отходит в прошлое. Какой учебник по астрономии не открой, там написано, что после большого взрыва Вселенная расширяется с замедлением. Еще там написано, что основной строительный материал Вселенной — атомы. В любом учебнике материал Вселенной — это атомы, Вселенная расширяется с замедлением. Ни то, ни другое не верно. Все школьные учебники по астрономии, которые только есть устарели.
Основной строительный материал Вселенной не атомы. Атомы составляют четыре, всего 4% от всего вещества, 23% — это темная материя, а большую часть — 73% составляет, так называемая темная энергия. Увы, но, что темная материя, что темная энергия для ученых сейчас — темный лес. Но почему это столь важно? Дело в том, что от количества тёмной материи и энергии зависит скорость расширения Вселенной. В настоящее время известно, что количество тёмной энергии существенно превышает ранние оценки, поэтому нынешнее расширение Вселенной ничто иное, как экспоненциальное раздувание. Проблема в том, что спрогнозировать дальнейший ход этого процесса невозможно. По одной теории — это лишь временная стадия и нынешнее расширение, экспоненциальное расширение, со временем обратиться вспять. сменившись сжатием. После чего вместо красного смещения удаленных объектов мы увидим фиолетовое, но точного ответа наука пока не знает.
Вы спросите, почему? Дело в том, что нам неизвестна природа тёмной энергии, нынешние уравнения и теории дают на выходе расхождения с имеющимися данными равными 10 в 120 степени. Другого подобного расхождения наука не знает. За всю историю науки не было такого, чтобы расхождение было больше 10 ^ 120, это настоящая загадка и пока мы ее не решим загадкой останется и конечная судьба Вселенной.
Американский учёный японского происхождения, специалист в области теоретической физики Митио Каку склоняется к той мысли, что экспоненциальное расширение будет продолжаться вплоть до большого разрыва, который будет означать конец любой разумной жизни во Вселенной. Выходит, все страдания человечества, все пролитые на пути к цивилизации слезы и пот — все напрасно. Зачем жить еще один день, если знаешь, что спустя миллиарды миллиардов лет температура Вселенной понизится до абсолютного нуля, обычные звезды растворяться в пустоте и во Вселенной не останется ничего, кроме нейтронных звезд и черных дыр.
В чем смысл нашей жизни, если рано или поздно большой разрыв положит всему конец?
Митио Каку считает, что когда век нашей Вселенной подойдет концу не будет проблем и перебраться в другую. Спустя триллионы лет люди обретут возможность хоть деформировать пространство-время хоть в бублик, хоть завязывать его морским узлом. К тому времени человечество станет цивилизацией третьего, если не четвертого типа, которая владеет энергетическими ресурсами целых галактик. И к тому моменту, когда наша Вселенная остынет до температуры несовместимой жизнью мы покинем ее и через гиперпространство переместимся в другую Вселенную/
Если вам понравилась статья пожалуйста поставьте лайк и подпишитесь на канал. Дальше будет еще интересней.
Источник