5 Visatos gyvavimo ciklai: kokiame etape mes gyvename?

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Kiekvienas gyvas padaras mūsų planetoje gimsta, bręsta, sensta ir galiausiai miršta. Visi šie dėsniai galioja ir už Žemės ribų – laikui bėgant žūva ir žvaigždės, saulės sistemos bei galaktikos.

Skirtumas egzistuoja tik laike – tai, kas tau ir man atrodo amžinybė, pagal Visatos standartus yra visiška nesąmonė. Bet kaip su pačia visata? Kaip žinote, ji gimė po Didžiojo sprogimo prieš 13, 8 milijardus metų, bet kas su ja vyksta dabar? Koks yra pačios Visatos gyvavimo ciklas ir kodėl mokslininkai išskiria penkis jos vystymosi etapus?

Penki visatos šimtmečiai

Astronomai mano, kad penki evoliucijos etapai yra patogus būdas pavaizduoti neįtikėtinai ilgą Visatos gyvenimą. Sutikite, tuo metu, kai žinome tik 5% matomos Visatos (likusius 95% užima paslaptinga tamsioji medžiaga, kurios egzistavimas dar neįrodytas), gana sunku spręsti apie jos evoliuciją. Nepaisant to, mokslininkai bando suprasti Visatos praeitį ir dabartį, derindami dviejų pastarųjų amžių mokslo ir žmogaus minties pasiekimus.

Jei jums pasisekė be mėnulio naktį atsidurti po giedru dangumi tamsioje vietoje, tada pakėlus žvilgsnį jūsų laukia nuostabus erdvės peizažas. Naudodami įprastą žiūroną galite pamatyti neįtikėtiną žvaigždžių ir persidengusių šviesos dėmių horizontą. Šių žvaigždžių šviesa pasiekia mūsų planetą įveikdama didžiulius kosminius atstumus ir per erdvėlaikį patenka į mūsų akis. Tai yra kosmologinės eros, kurioje mes gyvename, visata. Tai vadinama žvaigždžių era, bet yra dar keturios.

Yra daug būdų žiūrėti ir aptarti visatos praeitį, dabartį ir ateitį, tačiau vienas iš jų patraukė astronomų dėmesį labiau nei kiti. Pirmoji knyga apie penkis Visatos šimtmečius buvo išleista 1999 m., pavadinta „Penki Visatos amžiai: amžinybės fizika“. (paskutinį kartą atnaujinta 2013 m.). Knygos autoriai Fredas Adamsas ir Gregory Laughlin kiekvienam penkiems šimtmečiams suteikė pavadinimą:

• Primityvi era
• Žvaigždžių era
• Degeneracinė era
• Juodųjų skylių era
• Tamsi era

Reikia pažymėti, kad ne visi mokslininkai yra šios teorijos šalininkai. Nepaisant to, daugelis astronomų mano, kad padalijimas penkiais žingsniais yra naudingas būdas aptarti tokį neįprastai daug laiko.

Primityvi era

Primityvi visatos era prasidėjo sekundę po Didžiojo sprogimo. Pirmuoju, labai mažu laikotarpiu, erdvėlaikis ir fizikos dėsniai, kaip tiki tyrinėtojai, dar neegzistavo. Šis keistas, nesuprantamas intervalas vadinamas Planko era, manoma, kad jis truko 1044 sekundes. Taip pat svarbu atsižvelgti į tai, kad daugelis prielaidų apie Planko erą yra pagrįstos bendrosios reliatyvumo ir kvantinės teorijos hibridu, vadinamu kvantinės gravitacijos teorija.

Pirmą sekundę po Didžiojo sprogimo prasidėjo infliacija – neįtikėtinai greitas visatos plėtimasis. Po kelių minučių plazma pradėjo vėsti, ėmė formuotis ir sulipti subatominės dalelės. Praėjus 20 minučių po Didžiojo sprogimo – itin karštoje termobranduolinėje visatoje – pradėjo formuotis atomai. Aušinimas vyko sparčiai, kol visatoje liko 75 % vandenilio ir 25 % helio, o tai panašu į tai, kas šiandien vyksta Saulėje. Praėjus maždaug 380 000 metų po Didžiojo sprogimo, visata pakankamai atvėso, kad susiformuotų pirmieji stabilūs atomai ir susidarytų kosminis foninis mikrobangų spinduliavimas, kurį astronomai vadina kosmine mikrobangų fonine spinduliuote.

Žvaigždžių era

Jūs ir aš gyvename žvaigždžių eroje – šiuo metu didžioji dalis Visatoje egzistuojančios materijos yra žvaigždžių ir galaktikų pavidalu. Pirmosios žvaigždės visatoje – neseniai jums papasakojome apie jos atradimą – buvo didžiulės ir savo gyvenimą baigė supernovų pavidalu, dėl kurių susiformavo daug kitų, mažesnių žvaigždžių. Vejami gravitacijos jėgos, jie artėjo vienas prie kito, kad suformuotų galaktikas.

Viena iš žvaigždžių eros aksiomų yra ta, kad kuo didesnė žvaigždė, tuo greičiau ji sudegina savo energiją ir miršta, dažniausiai vos per porą milijonų metų. Mažesnės žvaigždės, kurios energiją vartoja lėčiau, išlieka aktyvios ilgiau. Mokslininkai prognozuoja, kad, pavyzdžiui, mūsų Paukščių Tako galaktika susidurs ir susijungs su kaimynine Andromedos galaktika maždaug po 4 milijardų metų ir suformuos naują. Beje, mūsų saulės sistema gali išgyventi šį susijungimą, tačiau gali būti, kad saulė mirs daug anksčiau.

Degeneracijos era

Po to seka degeneracijos (degeneracijos) era, kuri prasidės maždaug 1 kvintilijoną metų po Didžiojo sprogimo ir truks iki 1 dvylikapirštės po jo. Šiuo laikotarpiu Visatoje dominuos visos šiandien matomos žvaigždžių liekanos. Tiesą sakant, erdvėje pilna silpnų šviesos šaltinių: baltųjų nykštukų, rudųjų nykštukų ir neutroninių žvaigždžių. Šios žvaigždės yra daug šaltesnės ir skleidžia mažiau šviesos. Taigi degeneracijos eroje visata neteks šviesos matomame spektre.

Per šią epochą mažos rudosios nykštukės laikys didžiąją dalį turimo vandenilio, o juodosios skylės augs, augs ir augs, maitindamosi žvaigždžių liekanomis. Kai aplinkui nėra pakankamai vandenilio, laikui bėgant visata taps blankesnė ir šaltesnė. Tada protonai, egzistavę nuo pat Visatos atsiradimo, pradės mirti, tirpindami materiją. Dėl to visatoje išliks dauguma subatominių dalelių, Hokingo spinduliuotės ir juodųjų skylių.

Hokingo spinduliuotė yra hipotetinis įvairių elementariųjų dalelių, daugiausia fotonų, išspinduliavimo juodosios skylės procesas; pavadintas britų fiziko teorinio Stepheno Hawkingo vardu.

Juodųjų skylių era

Ilgą laiką visatoje vyraus juodosios skylės, pritraukdamos masės ir energijos likučius. Tačiau jie ilgainiui išgaruos, nors ir labai lėtai.

Knygos autoriai, anot Big Think, mano, kad kai juodosios skylės pagaliau išgaruos, įvyks nedidelis šviesos blyksnis – vienintelė likusi energija visatoje. Šiuo metu visata bus beveik istorija, joje bus tik mažos energijos, labai silpnos subatominės dalelės ir fotonai.

Tamsi era

Galiausiai erdvėje dreifuojantys elektronai ir pozitronai susidurs vienas su kitu, kartais sudarydami proitronio atomus. Šios struktūros yra nestabilios, tačiau jas sudarančios dalelės ilgainiui bus sunaikintos. Tolesnis kitų mažos energijos dalelių naikinimas bus tęsiamas, nors ir labai lėtai. Tačiau šįvakar pažvelk į naktinį dangų, pilną žvaigždžių ir dėl nieko nesijaudink – jos niekur nedings labai ilgai, o mūsų supratimas apie Visatą ir laiką ateityje gali pasikeisti.