Jak skończy się wszechświat?

Jak skończy się wszechświat?

Przewidywanie przyszłości to zabawna sprawa. Dzięki nauce możemy wyliczyć z idealną precyzją położenie wszystkich planet układu słonecznego choćby i za 1000 lat, a nie jesteśmy w stanie dokładnie przewidzieć pogody za miesiąc. Podobnie jest z wiedzą na temat końca świata. Wiemy na pewno, że za około 5 miliardów lat słońcu skończy się paliwo i wejdzie w fazę czerwonego olbrzyma. Olbrzym rozszerzy się i pochłonie najbliższe planety, zmieniając Ziemię w zwęgloną, pozbawioną życia martwą skałę. Jednak jak będzie wyglądał koniec całego wszechświata? Tutaj już naukowcy nie mają takiej pewności, jednak wymyślili kilka hipotez. Oto najciekawsze z nich.

Śmierć cieplna wszechświata (Wielki Chłód)

Wielki chłód powstanie na skutek rozszerzania się wszechświata i wypalenia gwiazd. Galaktyki będą się od siebie oddalać w zawrotnym tempie a gwiazdy wypalać. Zajdą wszystkie możliwe reakcje. W końcu we wszechświecie zostaną jedynie czarne dziury, które na skutek promieniowania Hawkinga w wyparują. Neutrony i protony rozpadną się na cząstki elementarne. Na skutek ekspansji wszechświata ich rozmieszczenie będzie takie duże, że nie będą wchodzić ze sobą w żadne interakcje. Formowanie się nowych gwiazd stanie się niemożliwe. We wszechświecie nie tylko zaniknie życie, ale i też jakakolwiek aktywność. Na szczęście mamy sporo czasu, gdyż dojdzie do tego za około googol lat (googol to jedynka ze stoma zerami).

Wielki Kolaps

Ta hipoteza zakłada, że wszechświat nie będzie rozszerzał się w nieskończoność. W pewnym momencie rozszerzanie ustanie, a do głosu dojdzie grawitacja, która zacznie wszystko przyciągać do siebie. Wszechświat zacznie się kurczyć. Najpierw połączą się ze sobą galaktyki, a następnie gwiazdy i planety. Po nich sprasowane ze sobą zostaną atomy, które rozpadną się na nukleony a te następnie na kwarki. Wszystko utworzy super gęstą, super gorącą osobowość. Wszechświat wróci do punktu wyjścia.

Wielkie Odbicie

Wielki Odbicie zaczyna się tam, gdzie kończy się Wielki Kolaps. Po utworzeniu osobowości następuje wielki wybuch, z którego rodzi się nowy wszechświat, który rozrasta się, po czym zapada i tworzy kolejną osobowość. Innymi słowy, koniec wszechświata oznacza początek nowego. Umarł król, niech żyje król. Cykl ten miałby powtarzać się w nieskończoność.

wielki wybuch

Wielkie Rozdarcie

Wracamy do modelu rozszerzającego się wszechświata, jednak tym razem niedane nam jest osiągnąć kojącego chłodu. Teoria rozdarcia zakłada, że jeśli wszechświat będzie nadal przyspieszał w swojej ekspansji, rządzące nim siły, zostaną zniszczone przez ciemną energię. Ciemna energia to tajemnicza siła, która według przewidywań stanowi większość energii obserwowalnego wszechświata. Nazywamy ją ‘ciemną’ bo na chwilę obecną nie istnieją żadne metody naukowe na zaobserwowanie jej, aczkolwiek jej obecność pokazują modele matematyczne. Z wyliczeń wiemy, że powiększanie się wszechświata przyśpiesza w tempie wykładniczym. Wyobraźmy sobie auto, które ma możliwość przyśpieszenia do nieograniczonej prędkości. Auto jedzie coraz szybciej i szybciej, jednak na skutek prędkości w końcu zaczyna się rozpadać. Coś podobnego ma nastąpić ze wszechświatem. Na skutek coraz szybszej ekspansji ciemna materia w końcu doprowadzi do rozerwania wszystkiego: gwiazd, atomów, a nawet czasoprzestrzeni. Wszechświat zostanie dosłownie rozerwany na strzępy.

Big slurp

Jest to jedna z nowszych teorii. Każdy obiekt posiadający energię dąży do jej uwolnienia i osiągnięcia stabilności, czyli tzw. stanu podstawowego. Dotyczy to także oddziaływań kwantowych. Niestety jedno z nich – pole Higgsa nie jest stabilne tylko metastabilne. Wyobraźmy sobie wszechświat jako las, a pole Higgsa jak wysuszoną ściółkę. Wystarczy jedna iskra, jedna kropla wody, która zogniskuje promienie słoneczne i wybucha pożar ogarniający cały las. Dokładnie to samo może stać się z polem Higgsa. Jedna malutka iskra spowoduje pożar całego wszechświata. W miejscu wybuchu ‘pożaru’ powstanie bańka, która rozszerzając się z prędkością światła, pochłonie wszystko na swojej drodze. W ten sposób powstanie nowy wszechświat z zupełnie innymi prawami fizyki.

pole higgsa
Pole Higgsa nadaje wszystkim cząsteczkom ich masę. To ono określa, jak cząsteczki na siebie oddziaływają. Gdy pole Higgsa zostanie zaburzone, znana nam fizyka przestanie obowiązywać. A co mogłoby być tą przysłowiową iskrą? Naukowcy oskarżycielskim placem wskazują na zjawisko tunelowe. Polega ona na tym, że cząstka przekracza teoretycznie niemożliwą do przebicia barierę energetyczną. Jeśli rzucimy piłką w ścianę, wydarzyć się mogą jedynie dwie rzeczy: piłka obije się od ściany lub piłka ścianę zburzy. Tak podpowiada zdrowy rozsądek. Jednak prawa fizyki mówią jasno, że istnieje trzecia możliwość — w wyniku tunelowania piłka przeniknie przez ścianę. Prawdopodobieństwo wystąpienia takiego zdarzenia jest niezwykle małe, ale istnieje. Jak to się ma do pola Higgsa? Otóż pole Higgsa może występować w dwóch stanach — normalnym i supergęstym. Drugi stan pola jest miliardy razy gęstszy od obserwowanego przez nas. Tu pojawia się problem, bo skoro istnieją dwa stany, to zgodnie z prawami mechaniki kwantowej możliwe jest przejście z jednego w drugi nawet pomimo bariery potencjału oddzielającej oba stany, właśnie poprzez zjawisko tunelowania. W ten sposób w naszym świecie pojawić mógłby się bąbel supergęstego pola Higgsa, który zacząłby się rozszerzać z prędkością światła, pochłaniając wszystko na swojej drodze. Na szczęście szansa na wystąpienie takiego przejścia jest podobna do szansy przeniknięcia piłki przez ścianę. Naukowcy liczą, że na zjawisko takie trzeba by czekać googol lat.

Każdy z tych scenariuszy prezentuje się niezwykle czarno, jednak na pocieszenie mamy dwie wiadomości. Po pierwsze, do końca wszechświata zastały nam biliardy biliardów lat, więc całkiem sporo czasu. Po drugie, wszystkie te teorie opierają się tak naprawdę na niepełnych danych. Wciąż nie wiemy zbyt wiele o ciemnej materii, będącej być może podstawowym budulcem wszechświata a potwierdzenie jej istnienia i dokładne zbadanie pozwoli nam spojrzeć na naszą przyszłość w zupełnie inny sposób.

“I tak właśnie kończy się świat. Nie hukiem a skomleniem.” – T.S. Elliot

Źródła:

https://futurism.com/the-big-slurp

https://www.livescience.com/62207-higgs-field-instanton-destroy-universe.html

A Rip, a Crunch, a Slurp, a Sad Whimper? How will the Universe End…Maybe?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *