لعدة قرون، أكبر الأسئلة حول الكون لدينا هي الأسئلة الفلسفية. أين جئنا؟ كيف وصلنا إلى هنا؟ وما هو الاتجاه مستقبلنا؟ وهو الشاعر واللاهوتي لهذه المشكلة، والعلم ليس هو الحل لجميع من أعظم أسرار الكون. في مائة سنة الماضية، تغير كل هذا، ونحن نعرف ماهية الكون، وكيف يتم تشكيلها. ونحن نعرف سبب الانفجار الكبير، ويقدم الفيزياء النظرية الصلبة لوضع لتفسير ذلك.
أسطورة: الكون المعروف لديها اكثر من تريليوني المجرات، كل مجرة تحتوي على مئات المليارات من النجوم في المتوسط، في المستقبل سيكون هناك عدد لا يحصى من النجوم الولادة. ومع ذلك، كل هذا سينتهي يوم واحد، نعم، هذا كل شيء. صورة: وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، J. جي (جامعة كاليفورنيا، ديفيس)، J. هيوز (جامعة روتجرز)، F. مينانتو (جامعة روتجرز وجامعة إلينوي، أوربانا شامبين)، C. Sifon (لايدن المرصد)، R . Mandelbum (جامعة كارنيجي ميلون)، L. بارينتوس (يونيفرسيداد كاتوليكا دي تشيلي)، وK. نغ (جامعة كاليفورنيا، ديفيس)
نحن نعرف الآن أن الطاقة المظلمة وتسارع توسع الكون، تحدد مصير الكون. ولكن عندما يأتي ذلك الوقت ما سيحدث بعد ذلك؟ عندما كوننا سوف تصل إلى نقطة الكون القصوى؟ في المستقبل البعيد، وجود الكون لدينا هناك أي احتمالات أخرى؟ لحل هذه المشكلة، دعونا نبدأ مع ما نحن فيه اليوم بداية، عندما تتحرك الساعات قدما نحو المستقبل، ثم ننظر في التفاهم بين البشر ما حدث بموجب قوانينها الفيزياء!
أسطورة: هذا هو أعظم صورة الكون البعيد، فقط 1/32000 وان في المنطقة السماء، وجدنا 5500 المجرات معترف بها، كل ذلك بفضل تلسكوب هابل الفضائي. وبما أن مساحة الاتساع هنا لمشاهدة كانت مئات من أكثر الأماكن النائية غير قادر على الوصول إليها، حتى لو كانت سرعة الضوء كذلك. صورة: وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، H. تيبليتز وM. Rafelski (IPAC / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا)، A. Koekemoer (مؤسسة العلوم التلسكوبية)، R. Windhorst (جامعة ولاية أريزونا)، وZ. Levay (مؤسسة العلوم التلسكوبية)
شغل في الكون المرئي مع حوالي 2000000000000 المجرات، يمكننا احتلال تشعيع 46 مليار سنة ضوئية في كل الاتجاهات في مجال الفضاء. بعد ما يقرب من 14 بليون سنة من التطور الكوني من كل مجرة تقريبا مليء الكثير من العناصر الثقيلة يمكن أن تشكل كوكب صخري، والجزيئات العضوية، وحجر الزاوية في كل شكل من أشكال الحياة نوفا. مجرتنا تحتوي على حوالي 400 بليون نجم، وتعادل في هذه المجموعة فائق. بين المجرات والمجرات، ويخضع للطاقة الظلام من قبل الهيكل المكاني للتوسع: الفضاء الطاقة الكامنة. مع مرور الوقت، ومع ذلك، فإن الكون وكل شيء مجتمعة تختفي تدريجيا.
أسطورة: سلسلة من البرامج صورة محاكاة درب التبانة وأندروميدا دمج المجرات، والسماء والأرض في عملية مختلفة تجري في. فإن الاندماج تجري حوالي 40 مليار سنة في المستقبل، يرافقه تشكيل ضخمة نجمة، مما أدى إلى وفاة حمراء، لا غاز المجرات الإهليلجية: Milkdromeda. صورة: NASA، Z. Levay وR. فان دير MAREL، مؤسسة العلوم التلسكوبية، T. Hallas، وA. Mellinger
الأول هو الغاز، فمن الضروري لتشكيل النجوم الجديدة. لا علاقة الجيل للتفاعل الجاذبية، سواء في المجرة أو بين المجرات، فإن سحابة الغاز تنهار إلى سديم إلى شكل النجوم. قد تكون أكبر منطقة تشكل النجوم حجم المجرة: مجرة انفجار نجمي. عندما درب التبانة وأندروميدا الاندماج الذي سيحدث لنا في ال 40 مليون سنة القادمة. سوف تبقى بعد اندماج تكون مجرة بيضاوية هائلة، أنه يحتوي على الكثير من النجوم الجديدة، ولكن لا يكاد أي غاز. تشكيل نجمة الحالي في حوالي 10-11000000000 سنوات مضت، وصل إلى قمة الكون، منذ ذلك الحين في الانخفاض. على الرغم من أن سحابة عرضية من الغاز أو بقايا نجم، وجلب فرص جديدة إلى الكون من النجوم والكواكب والحياة، ولكن حتى اليوم، وهذا هو ركود خطير.
أسطورة: الرقم يمكن أن نرى مجموعة متنوعة من المجرات وعناقيد المجرات، بما في ذلك هذا فائق ما نحن فيه - مستقلون، ولكن المسافة التي تفصل بينهما آخذة في الاتساع. الصورة: أندرو Z. كولفين / يكيميديا كومنز
كل مجرة هي جزء من هيكل ملزمة، وهذا فائقة مجموعات من المجرات كما نحن موجودون في حوالي 60 المجرات، أو العذراء فائق المجرات حوالي 1000، وأنها ستواصل معا. في ملايين السنين الضوئية في جميع أنحاء المنطقة، تغلبنا بنجاح التوسع الجاذبية في الكون. ومع ذلك، قبل حوالي 60 مليار سنة، تهيمن الطاقة المظلمة معدل توسع الكون. أي هيكل لم يتم الالتزام خطورة عندما يحدث التحول، وسوف الابتعاد عن المنشآت الأخرى. وهذا فائق المجرات مواصلة الجمع بين وفي نهاية المطاف الاندماج في مجرة عملاقة، والمجرات الأخرى تختفي تسارع. بعد 1-200000000000 سنوات، Milkdromeda كوننا كله سيصبح المجرات فقط مرئية
أسطورة: النجوم الأطول عمرا أقل جودة، ومعظم لون أحمر، وسوف يحرق تريليونات السنين. ولكن إذا كان لديك ما يكفي من الوقت، وأنها ستكون سوداء، لأن الكون قد نفد وقود لتزويد النجوم الموجودة وخلق النجوم الجديدة. صورة: ويكيميديا كومنز Fsgregs المستخدم
ومع ذلك، فإن النجم نفسه الاستمرار في حرق لفترة طويلة. الكون له 13820000000 سنة، ولكن اليوم معظم النجوم عاش فترة طويلة - كتلة منخفضة الأحمر ونجم قزم الاستمرار في حرق الوقود ببطء شديد: ربما أكثر من 100 تريليون سنة. بعد يبرد وينكمش إلى قزم أبيض يصبح، وتلقي بظلالها في نهاية المطاف، قد ترتفع هذه العملية ل1،000،000،000،000،000 (10 ^ 15) سنة. وحتى مع ذلك، فإن الكون لديهم مضيئة جديدة، مشاعل وغيرها من الفرص الإضاءة النماذج. وفشل الأقزام البنية النجوم ذاتها، وأنها سوف تصطدم والدمج في نهاية المطاف، إذا تجاوزت هذا الحد سوف يكون ظهور النجوم الجديدة. والنيوترون نجم أو الاندماج قزم أبيض يكون انفجار الطاقة على المدى القصير. في الخلفية الكونية المظلمة، لا تزال تظهر مصدر الضوء الجديد عرضية في أنقاض درب التبانة.
الشكل ملاحظة: نظرا لموجات الجاذبية، وقد وجدنا أن سيناريوهات الانفصال والاندماج الأقزام البنية، ووجدت أن هذا النظام قد تم فصل لفترة طويلة. ولكن التصادم هو الأرجح، مثل اصطدام النجمة الزرقاء شاذ، يمكن أن ينتج التصادم البني قزم نجم قزم أحمر. لفترة كافية من الوقت، وهذه "نقطة ضوء" قد يكون مصدر الضوء فقط لإلقاء الضوء على الكون كله. الصورة: ميلفين B. ديفيس، الطبيعة 462، 991-992 (2009)
ولكن في حوالي 10 ^ 17 سنوات (حوالي الكون الحديث مليون مرة) بدأ شيء لإجبار المجرة نفسها التوهين. تحلق فوق جثث المجرات، بما في ذلك الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية، قزم أسود، النيازك الكويكبات والمذنبات والكواكب، والبدء في التفاعل تحت الجاذبية. تعطى وقتا كافيا، كائنين قريبة من بعضها البعض بشكل عشوائي. عندما يفعلون ذلك داخل المجرة عادة يحدث شيء واحد، والتي كما أكثر كله بشكل وثيق مع المجرات معا، والآخر عن طريق الجاذبية "ركلة"، وأنها قد تكون دفعت الى هاوية الفضاء بين المجرات . كانت بقايا معظم النجوم في هذه الطريقة من خارج قذيفة من المجرات، ولكن جزء صغير ( < وسوف 1) تتصادم وتندمج مع أخرى، مما أدى إلى ومضة وجيزة.
. FIG ملاحظة: عندما تم الجمع بين الشمس أو حتى بقايا قديمة لأشعة الشمس، يدور القمر الصناعى الأزرق المنتشرة في أقحم. بعد آخر من نجم حرق، نفس العملية قد تعطي الكون لجلب الضوء، على الرغم من أنه لم يدم طويلا. صورة: وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، W. كلاركسون (جامعة إنديانا وجامعة كاليفورنيا)، وK. ساهو (STScl)
الكون حوالي 10 ^ 23 سنة من العمر، وينبغي أن تكون هذه العملية كاملة جدا. ما هي مستقرة بغض النظر عن وجود الكائنات في المجرة، وأنها قد تكون مجرد عدد قليل من المخلفات والثقوب السوداء في النظام الشمسي، ونحن الآن نبدأ في رؤية من الجاذبية تسوس المدار. اليوم، وهو نفس يقود ثقب أسود ونجم نيوتروني عملية ثنائي سيؤدي في نهاية المطاف إلى كل توهين الحركة المداري. إلى الأرض (وسائر الجزء المتبقي) حول الشمس، فمن الضروري في 10 ^ 30 عاما ثمل الأرض في المنطقة المركزية للنظام الشمسي. بعد مرور فترة زمنية كافية، كل شيء سوف ينهار لبقية كتلة، أو يتم إخراج، بحيث يتم تضمينه في فراغ الهاوية وحيدا.
أسطورة: النجوم في الحشود الكروية بإحكام في الوسط، وغالبا ما تنصهر، ولكن في منطقة مفتوحة، ويرجع ذلك إلى الاسترخاء الجاذبية، نجمة البوب حتى شائع جدا. حتى عندما انبعاث الجاذبية لم يعد داخل الكتلة، ونحن (وكل) منذ فترة طويلة بما فيه الكفاية المجرات، يحدث نفس العملية أيضا. الصورة: M الشرع، قانون الجمهورية أكثر أمانا، M. ليفيو، WFPC2، HST، NASA.
في وقت طويل، بالإضافة إلى أولئك الذين فقدوا لم يتحقق، هناك شيئا آخر يحدث: يتم إخراج من المجرة، أو اصطدم جرم سماوي آخر، أو في وسط ثقبا أسود في المجرة.
أسطورة: سيفرج عنه إشعاع الجاذبية على نوعية المسار، وهو ما يعني أنه على مدى فترة طويلة بما فيه الكفاية من الوقت، فإن مسار الاضمحلال. قبل أن تبخرت أول ثقب أسود، سيتم الخيوط الجزء المتبقي من الأرض إلى الشمس، ولا شيء آخر يفترض أنه قبل الطرد. صورة: الجمعية الفيزيائية الأمريكية
قد يحدث أيضا هذه الأحداث، ولكن مع الكون المتبقية المتبقية أقل وأقل، فإنها تصبح أكثر وأكثر ندرة. وبعد حوالي 10 ^ 68 سنوات، كما هوكينج الإشعاع، والحد الأدنى كتلة الثقب الأسود تبدأ في نهاية المطاف للتسوس تماما. عندما ثقب أسود التبخر، يتم تحويل كل كتلة في إشعاع الجسم الأسود النقي، سواء كان ماديا أو المادة المضادة، هي في صالح الجوهر.
بطريقة أو بأخرى، ونحن نشك في أن تصنيع هذه الثقوب السوداء من الجسيمات (وكذلك باريون ويبتون عددهم) لم يعد مهما، ترك الإشعاع لديها المعلومات المفقودة احتلت مرة واحدة هيمنة المادة المضادة في الكون. أكبر حفرة، والوقت التبخر أطول. أخيرا، وبعد حوالي 10 ^ 120 عاما، أكملت الكون أثقل ثقب أسود في نهاية المطاف عملية التبخر بها، تتبخر في النهاية تماما.
. FIG ملاحظة: عندما فقدت كتلة الثقب الأسود بسبب هوكينج، ويزيد من معدل التبخر. بعد ما يكفي من الوقت، أطلق سراح مجموعة من مشرق "لايت آخر" في إشعاع الجسم الأسود للطاقة، لا يتأثر هذا الإشعاع من قبل كل من المواد، لا يتأثر من قبل مكافحة هذه المسألة. الصورة: NASA
الآن الكون بارد، فارغ، لا هيكل الحدود. والباقي هو الجسم من الكواكب والنجوم، والهاوية كبيرة من خلال هذا فارغة، لا المجرات في هذا المجال هي الشعور بالوحدة لا حصر لها من تأثير. قد يكون هناك معزولة هالة المادة المظلمة، قزم أسود، والإشعاع من الثقب الأسود قد ظهرت، ولكنها ستكون ضئيلة جدا، حتى في عصر الكون كله ما يقرب من سرعة الضوء السفر مستحيلة لتجربة أشياء أخرى. مع بدء سريان قوانين الفيزياء الكمومية، سيتم تبريد كل شيء لقرب الصفر المطلق، الذي هو الدولة أقصى الكون الكون، فإن الكون تصل في نهاية المطاف "الحرارة ميتة" لأن لم يعد هناك أي الطاقة المتاحة يمكن أن تعمل.
أسطورة: مصير العروض الكون البعيدة الكثير من الاحتمالات، ولكن إذا طاقة مظلمة حقا هو ثابت، كما هو موضح في البيانات، وسوف تستمر على طول الشخصي المنحنى الأحمر، مما أدى إلى سيناريوهات على المدى الطويل وصفت هنا: "الموت الحراري". صورة: NASA / GSFC
المخرج الوحيد هو: إذا طاقة الظلام ليست الثابت الكوني، والثقب الأسود هو في الواقع البوابة التي تفتح إلى عالم آخر، أو أن هناك الفيزياء غير المكتشفة الجديد الذي سيغير مصير ما يبدو لا مفر منه. قد يزيد الطاقة الظلام مع مرور الوقت، مما أدى إلى تمزق كبير، حالة جديدة من التوسع الكوني، ثم انفجار ضخم، أو الكون من الانتعاش المحتمل. الوقوع في ثقب أسود قد يكون وسيلة جديدة لهذا الكون الجديد والانفجار الكبير، قد يكون البعد المكاني ثلاثي الأبعاد أكبر من اعتدنا في الماضي.
أو مثل اسحاق اسيموف بمجرد أن تكهن بأن الفيزياء الجديدة قد تؤدي إلى الديناميكا الحرارية سهم سهم الكون، والوقت لعكس نفسه. ولكن كل هذه هي المضاربة، وبناء على ذلك فإننا لا تقبل حاليا الفيزياء. إذا كانت قوانين الفيزياء وقوانين الكون على حساب كل شيء في الكون تدريجيا الموت البطيء هو المصير النهائي. إذا كنا قد ولدوا في مئات المليارات من السنين، قد لا تعرف أبدا قصة الكون تؤدي بنا إلى نتيجة حتمية.
الديباج بارك - العلوم العلوم الشعبية | نص / إيثان سيجل / فوربس / العلوم S.W.A.B
