Sekiranya kita mengetahui sesuatu tentang alam semesta kita, ia adalah tidak statik, berubah dari masa ke masa. Apa masa depan untuknya?
Hari ini kita mempunyai model kosmologi standard yang menggambarkan sejarah alam semesta hampir dari saat kelahirannya hingga ke zaman kita. Lebih-lebih lagi, sekarang tidak ada alasan serius untuk mempercayai bahawa model ini tidak dapat dijadikan landasan untuk meramalkan evolusi dunia kita selanjutnya. Betul, ia mempunyai pesaing yang menawarkan senario yang sama sekali berbeza untuk acara akan datang. Namun, kami belum memiliki data pengamatan yang akan menunjukkan keperluan sebenarnya bukan hanya untuk merevisi model standard, tetapi bahkan untuk memperbaikinya dengan serius.
Kekosongan atau kepincangan
Sekarang mengenai masa depan. Dari model standard menunjukkan bahawa dalam masa yang akan datang, peranan graviti akan hilang secara praktikal dan kadar pengembangan Alam Semesta akan mula meningkat secara eksponensial. Ruang luar akan menjadi kosong, dan lebih cepat dan cepat. Walau bagaimanapun, kelajuan ini akan sentiasa meningkat secara monoton, dari era sekarang hingga akhir zaman. Model Piawai tidak termasuk senario di mana vakum kehilangan kestabilan dan ketumpatan tenaganya melonjak hingga tak terhingga dalam masa yang terhad. Dalam kes ini, kadar pengembangan Alam Semesta juga cenderung tidak terhingga, yang akan menyebabkan pecah dan hilangnya semua benda material - dari galaksi dan bintang ke atom dan inti atom. Sebilangan pesaing Model Piawai meramalkan hasil ini, tetapi ahli astronomi tidak mempunyai data untuk menyokong teori-teori ini. Secara jujur,Saya sendiri tidak menganggap mereka serius, mereka berdasarkan fizik yang sangat luar biasa. Model Piawai sangat sesuai dengan pemerhatian, dan tidak ada gunanya meninggalkannya.
Pengembangan Semesta yang dipercepat hanya bermaksud peningkatan kadar pengembangan galaksi. Oleh kerana ketumpatan tenaga gelap tidak akan berubah, ia tidak akan dapat memusnahkan galaksi dan struktur stabil graviti lain yang tidak dapat dihalang dari wujud pada era sekarang. Sudah tentu, ini tidak bermaksud bahawa galaksi itu sendiri akan kekal dalam bentuk yang wujud sekarang. Lama kelamaan, semua bintang akan membakar bahan bakar peleburan dan berubah menjadi kerdil putih, bintang neutron, atau lubang hitam. Lubang akan tumbuh, bergabung antara satu sama lain dan memakan sisa-sisa bintang dan gas antara bintang. Walau bagaimanapun, ini dan proses pemusnah lain akan berlaku tanpa penyertaan tenaga gelap.
Berita Tempatan
Video promosi:
Jadi apa yang menanti Galaxy kita sendiri, Bima Sakti? Ia menghampiri galaksi lingkaran besar Andromeda yang berdekatan - sekarang dengan kecepatan 110 km / s. Dalam 6 bilion tahun, kedua galaksi akan bergabung dan membentuk gugusan bintang baru, Milcomedou. Matahari akan tetap berada di dalam Milcomed, hanya untuk bergerak ke pinggirannya berbanding dengan kedudukannya saat ini di Bima Sakti. Secara kebetulan, ketika itu ia akan membakar bahan bakar hidrogen dan memasuki jalan perubahan bencana, yang akan berakhir dengan transformasinya menjadi kerdil putih.
Setakat ini, kita telah membincangkan masa depan yang cukup dekat. Selepas penstabilan, Milcomed akan mengekalkan kestabilan graviti untuk jangka masa raksasa, sekurang-kurangnya seribu kali zaman Universe sekarang. Tetapi dia akan bersendirian lebih awal. Dalam kira-kira 100 bilion tahun atau sedikit kemudian, semua galaksi jauh yang dapat kita amati hari ini akan hilang dari cakrawala. Pada masa itu, kelajuan pengembangan mereka, yang disebabkan oleh pengembangan Alam Semesta, akan melebihi kelajuan cahaya, sehingga foton yang mereka pancarkan tidak akan sampai ke Milcomed. Dalam bahasa kosmologi, galaksi tidak dapat dipulihkan melampaui cakrawala kejadiannya. Kecerahan jelas mereka akan turun, dan akhirnya mereka semua akan pudar dan padam. Oleh itu, pemerhati di Milcomed hanya akan melihat bintangnya sendiri - tentu saja, hanya bintang yang masih akan memancarkan cahaya pada masa itu. Kerdil merah yang paling ringan akan tetap aktif untuk jangka masa yang paling lama, tetapi dalam masa maksimum 10 trilion tahun mereka akan mulai mati juga.
Alam Semesta Standard
Model Piawai mendakwa bahawa pada masa ini Alam Semesta berubah di bawah pengaruh dua faktor utama: graviti bahan biasa dan gelap dan kesan anti-graviti tenaga vakum bukan sifar, yang biasanya disebut tenaga gelap.
Pada masa muda Semesta awal, tenaga radiasi elektromagnetik dan fluks neutrino juga memberikan sumbangan yang signifikan terhadap evolusi. Sekarang peranannya sangat kecil, kerana ketumpatan tenaga berseri sangat rendah dan, lebih-lebih lagi, terus jatuh kerana pengembangan ruang luar. Pada masa yang sama, ketumpatan tenaga gelap, seperti yang terdapat dalam model standard, tetap berterusan. Ia tidak berkurang dengan pengembangan Alam Semesta dan sudah tiga kali lebih tinggi daripada ketumpatan monoton jirim biasa dan gelap. Oleh itu, tenaga gelap menyebabkan peluasan alam semesta yang semakin cepat, yang tidak dapat dibendung oleh graviti galaksi yang lemah dan medium intergalaksi.
Pelan strategik
Apabila usia alam semesta mencapai satu trilion tahun, panjang gelombang CMB akan sama dengan ukurannya. Kemudian, dan lebih-lebih lagi kemudian, tidak ada pengesan yang dapat mendaftarkan foton ultrasold ini. Oleh itu, mana-mana pemerhati, tidak kira seberapa sempurna instrumennya, tidak akan dapat menggunakan sinaran peninggalan sebagai sumber maklumat astronomi.
Sekarang puncak spektrum foton ini terletak pada jarak gelombang mikro, dan mereka mudah dikesan oleh peralatan kami, memberikan maklumat yang paling penting mengenai sejarah awal Alam Semesta. Masa depan jauh melebihi model kosmologi standard. Kita boleh menganggap bahawa lubang hitam yang tumbuh akan menyerap sebahagian besar bahan baryonik dan gelap, tetapi apa yang akan terjadi pada sisa-sisanya, yang tersebar di seberang ruang yang luas?
Fizik mendakwa bahawa elektron tidak mengalami sebarang bentuk kerosakan, tetapi tidak ada kepastian mengenai proton. Menurut data moden, jangka hayat proton tidak boleh kurang dari 1034 tahun - ini banyak, tetapi masih tidak kekal. Kita juga tidak mengetahui nasib jangka panjang zarah bahan gelap, yang belum ditemui sama sekali. Ramalan yang paling mungkin untuk masa depan yang sangat jauh berpunca dari fakta bahawa Alam Semesta akan menjadi sangat kosong dan sejuk hingga hampir sifar mutlak.
Bagaimana sebenarnya perkara ini akan berlaku masih belum diketahui, ini bergantung kepada fizik asas. Namun, masa depan dalam skala trilion tahun cukup dapat diramalkan berdasarkan model standard. Sudah tentu, jika beberapa sifat baru ditemui dalam keadaan hampa, senario ini harus disemak semula, tetapi ini sudah di luar spekulasi.
Avi Loeb, Profesor, Ketua Jabatan Astronomi di Universiti Harvard, Pengarah Institut Teori dan Pemodelan Komputer, Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian.
Ditemu ramah oleh: Alexey Levin, Oleg Makarov, Dmitry Mamontov
