5 cicluri de viață ale Universului: în ce stadiu trăim?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Fiecare ființă vie de pe planeta noastră se naște, se maturizează, îmbătrânește și în cele din urmă moare. Toate aceste legi se aplică și în afara Pământului - stelele, sistemele solare și galaxiile pierd și ele în timp.

Diferența există doar în timp - ceea ce pentru tine și pentru mine pare a fi eternitate, după standardele Universului, este o prostie completă. Dar cum rămâne cu universul însuși? După cum știți, sa născut după Big Bang de acum 13, 8 miliarde de ani, dar ce se întâmplă cu ea acum? Care este ciclul de viață al Universului însuși și de ce cercetătorii disting cinci etape ale dezvoltării sale?

Cinci secole din univers

Astronomii cred că cinci etape ale evoluției sunt o modalitate convenabilă de a reprezenta viața incredibil de lungă a universului. De acord, într-un moment în care cunoaștem doar 5% din Universul vizibil (cele 95% rămase sunt ocupate de materie întunecată misterioasă, a cărei existență nu a fost încă dovedită), este destul de dificil să judecăm evoluția lui. Cu toate acestea, cercetătorii încearcă să înțeleagă trecutul și prezentul Universului combinând realizările științei și gândirii umane din ultimele două secole.

Dacă ai norocul să te afli sub un cer senin într-un loc întunecat într-o noapte fără lună, atunci când ridici privirea, te așteaptă un peisaj spațial magnific. Cu un binoclu obișnuit, puteți vedea un orizon uluitor de stele și pete de lumină care se suprapun. Lumina de la aceste stele ajunge pe planeta noastră depășind distanțe cosmice uriașe și își face drum spre ochii noștri prin spațiu-timp. Acesta este universul erei cosmologice în care trăim. Se numește era stelară, dar mai sunt patru.

Există multe moduri de a vedea și discuta despre trecutul, prezentul și viitorul universului, dar una dintre ele a atras atenția astronomilor mai mult decât a altora. Prima carte despre cinci secole ale Universului a fost publicată în 1999, intitulată „Five Ages of the Universe: Inside the Physics of Eternity”. (ultima actualizare în 2013). Autorii cărții, Fred Adams și Gregory Laughlin, au dat un titlu fiecăruia dintre cele cinci secole:

• Epoca primitivă
• Epoca înstelată
• Era degenerativă
• Era găurilor negre
• Epoca întunecată

Trebuie remarcat faptul că nu toți oamenii de știință sunt susținători ai acestei teorii. Cu toate acestea, mulți astronomi consideră că împărțirea în cinci pași este o modalitate utilă de a discuta o perioadă atât de neobișnuit de mare.

Epoca primitivă

Era primitivă a universului a început la o secundă după Big Bang. În timpul primei perioade foarte mici de timp, spațiu-timp și legile fizicii, după cum cred cercetătorii, nu existau încă. Acest interval ciudat, de neînțeles se numește era Planck, se crede că a durat 1044 de secunde. De asemenea, este important de luat în considerare faptul că multe dintre ipotezele despre epoca Planck se bazează pe un hibrid de relativitate generală și teorii cuantice, numită teoria gravitației cuantice.

În prima secundă după Big Bang, a început inflația - o expansiune incredibil de rapidă a universului. După câteva minute, plasma a început să se răcească, iar particulele subatomice au început să se formeze și să se lipească. La 20 de minute după Big Bang - într-un univers super-fierbinte, termonuclear - au început să se formeze atomii. Răcirea a continuat într-un ritm rapid până când 75% hidrogen și 25% heliu au rămas în univers, ceea ce este similar cu ceea ce se întâmplă astăzi pe Soare. La aproximativ 380.000 de ani după Big Bang, universul s-a răcit suficient pentru a forma primii atomi stabili și a crea o radiație cosmică de fond cu microunde, pe care astronomii o numesc radiația cosmică de fond cu microunde.

Epoca înstelată

Tu și cu mine trăim într-o eră stelară - în acest moment, cea mai mare parte a materiei care există în Univers ia forma stelelor și galaxiilor. Primele stele din univers – v-am povestit recent despre descoperirea sa – au fost uriașe și și-au încheiat viața sub formă de supernove, ceea ce a dus la formarea multor alte stele, mai mici. Conduși de forța gravitației, s-au apropiat unul de celălalt pentru a forma galaxii.

Una dintre axiomele erei stelare este că, cu cât steaua este mai mare, cu atât mai repede își arde energia și apoi moare, de obicei în doar câteva milioane de ani. Stelele mai mici care consumă energie mai lent rămân active mai mult timp. Oamenii de știință prezic că galaxia noastră Calea Lactee, de exemplu, se va ciocni și se va fuziona cu galaxia vecină Andromeda în aproximativ 4 miliarde de ani pentru a forma una nouă. Apropo, sistemul nostru solar poate supraviețui acestei fuziuni, dar este posibil ca soarele să moară mult mai devreme.

Epoca degenerării

Aceasta este urmată de epoca degenerării (degenerarea), care va începe la aproximativ 1 quintilion de ani după Big Bang și va dura până la 1 duodecilion după acesta. În această perioadă, toate rămășițele de stele vizibile astăzi vor domina Universul. De fapt, spațiul este plin de surse de lumină slabă: pitice albe, pitice maro și stele neutronice. Aceste stele sunt mult mai reci și emit mai puțină lumină. Astfel, în epoca degenerării, universul va fi lipsit de lumină în spectrul vizibil.

În această epocă, micile pitice maro vor păstra majoritatea hidrogenului disponibil, iar găurile negre vor crește, vor crește și vor crește, hrănindu-se cu rămășițele de stele. Când nu există suficient hidrogen în jur, universul va deveni mai slab și mai rece în timp. Atunci protonii care au existat încă de la începutul Universului vor începe să moară, dizolvând materia. Ca rezultat, majoritatea particulelor subatomice, radiația Hawking și găurile negre vor rămâne în univers.

Radiația Hawking este un proces ipotetic de emisie de către o gaură neagră a diferitelor particule elementare, în principal fotoni; numit după fizicianul teoretician britanic Stephen Hawking.

Era găurilor negre

Pentru o perioadă semnificativă de timp, găurile negre vor domina universul, atragând rămășițele de masă și energie. Cu toate acestea, ele se vor evapora în cele din urmă, deși foarte lent.

Autorii cărții cred, potrivit Big Think, că atunci când găurile negre se vor evapora în sfârșit, va exista un mic fulger de lumină - singura energie rămasă în univers. În acest moment, universul va fi aproape istorie, conținând doar particule subatomice și fotoni cu energie scăzută, foarte slabe.

Epoca întunecată

În cele din urmă, electronii și pozitronii care plutesc prin spațiu se vor ciocni unul de altul, formând uneori atomi de proitroniu. Aceste structuri sunt instabile, cu toate acestea, particulele lor constitutive vor fi în cele din urmă distruse. Distrugerea ulterioară a altor particule cu energie scăzută va continua, deși foarte lent. Dar în seara aceasta priviți cerul plin de stele și nu vă faceți griji pentru nimic - nu vor merge nicăieri pentru o perioadă foarte lungă de timp, iar înțelegerea noastră a Universului și a timpului se poate schimba în viitor.