5 životných cyklov vesmíru: v akom štádiu žijeme?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Každý živý tvor na našej planéte sa rodí, dozrieva, starne a nakoniec zomrie. Všetky tieto zákony platia aj mimo Zeme – hviezdy, slnečné sústavy a galaxie tiež časom zanikajú.

Rozdiel existuje iba v čase - to, čo sa vám a mne zdá ako večnosť, podľa noriem Vesmíru, je úplný nezmysel. Ale čo samotný vesmír? Ako viete, narodila sa po Veľkom tresku pred 13, 8 miliardami rokov, ale čo sa s ňou deje teraz? Aký je životný cyklus samotného vesmíru a prečo výskumníci rozlišujú päť fáz jeho vývoja?

Päť storočí vesmíru

Astronómovia veria, že päť fáz evolúcie je pohodlný spôsob, ako znázorniť neuveriteľne dlhý život vesmíru. Súhlasíte, v čase, keď poznáme iba 5% viditeľného vesmíru (zvyšných 95% zaberá tajomná temná hmota, ktorej existencia sa ešte musí dokázať), je dosť ťažké posúdiť jej vývoj. Napriek tomu sa výskumníci snažia pochopiť minulosť a súčasnosť Vesmíru spojením výdobytkov vedy a ľudského myslenia za posledné dve storočia.

Ak máte to šťastie, že sa za bezmesačnej noci ocitnete pod jasnou oblohou na tmavom mieste, potom pri pohľade hore na vás čaká veľkolepá vesmírna krajina. S obyčajným ďalekohľadom môžete vidieť ohromujúcu panorámu hviezd a škvŕn svetla, ktoré sa prekrývajú. Svetlo z týchto hviezd sa dostáva na našu planétu prekonávaním obrovských kozmických vzdialeností a dostáva sa k našim očiam cez časopriestor. Toto je vesmír kozmologickej éry, v ktorej žijeme. Hovorí sa tomu hviezdna éra, ale sú tu štyri ďalšie.

Existuje mnoho spôsobov, ako vidieť a diskutovať o minulosti, prítomnosti a budúcnosti vesmíru, ale jeden z nich pritiahol pozornosť astronómov viac ako iné. Prvá kniha o piatich storočiach vesmíru vyšla v roku 1999 s názvom „Päť vekov vesmíru: Vo vnútri fyziky večnosti“. (naposledy aktualizované v roku 2013). Autori knihy, Fred Adams a Gregory Laughlin, dali každému z piatich storočí názov:

• Primitívna éra
• Hviezdna éra
• Degeneratívna éra
• Éra čiernych dier
• Temná éra

Treba poznamenať, že nie všetci vedci sú zástancami tejto teórie. Napriek tomu mnohí astronómovia považujú päťstupňové delenie za užitočný spôsob, ako diskutovať o tak nezvyčajne dlhom čase.

Primitívna éra

Primitívna éra vesmíru začala sekundu po Veľkom tresku. Počas prvého, veľmi malého časového úseku, časopriestor a fyzikálne zákony, ako sa vedci domnievajú, ešte neexistovali. Tento zvláštny, nepochopiteľný interval sa nazýva Planckova éra, predpokladá sa, že trval 1044 sekúnd. Je tiež dôležité vziať do úvahy, že mnohé z predpokladov o Planckovej ére sú založené na hybride všeobecnej teórie relativity a kvantových teórií, ktorý sa nazýva teória kvantovej gravitácie.

V prvej sekunde po Veľkom tresku začala inflácia – neuveriteľne rýchle rozpínanie vesmíru. Po niekoľkých minútach sa plazma začala ochladzovať a začali sa vytvárať a lepiť subatomárne častice. 20 minút po veľkom tresku - v superhorúcom termonukleárnom vesmíre - sa začali formovať atómy. Chladenie pokračovalo rýchlym tempom, až kým vo vesmíre nezostalo 75 % vodíka a 25 % hélia, čo je podobné tomu, čo sa dnes deje na Slnku. Asi 380 000 rokov po Veľkom tresku sa vesmír dostatočne ochladil na to, aby sa vytvorili prvé stabilné atómy a vytvorilo sa mikrovlnné žiarenie kozmického pozadia, ktoré astronómovia nazývajú kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia.

Hviezdna éra

Vy a ja žijeme v hviezdnej ére – v tomto čase má väčšina hmoty, ktorá existuje vo vesmíre, podobu hviezd a galaxií. Prvé hviezdy vo vesmíre – nedávno sme vám povedali o ich objave – boli obrovské a skončili svoj život v podobe supernov, čo viedlo k vzniku mnohých ďalších, menších hviezd. Poháňaní gravitačnou silou sa k sebe priblížili a vytvorili galaxie.

Jednou z axióm hviezdnej éry je, že čím väčšia je hviezda, tým rýchlejšie spáli svoju energiu a potom zomrie, zvyčajne len za pár miliónov rokov. Menšie hviezdy, ktoré spotrebúvajú energiu pomalšie, zostávajú aktívne dlhšie. Vedci predpovedajú, že napríklad naša galaxia Mliečna dráha sa asi o 4 miliardy rokov zrazí a splynie so susednou galaxiou Andromeda a vytvorí novú. Mimochodom, naša slnečná sústava môže prežiť toto zlúčenie, ale je možné, že slnko zomrie oveľa skôr.

Obdobie degenerácie

Nasleduje éra degenerácie (degenerácie), ktorá sa začne asi 1 kvintilión rokov po veľkom tresku a potrvá až 1 dvanástnik po ňom. Počas tohto obdobia budú vo vesmíre dominovať všetky dnes viditeľné zvyšky hviezd. V skutočnosti je vesmír plný zdrojov slabého svetla: bielych trpaslíkov, hnedých trpaslíkov a neutrónových hviezd. Tieto hviezdy sú oveľa chladnejšie a vyžarujú menej svetla. V ére degenerácie tak bude vesmír zbavený svetla vo viditeľnom spektre.

Počas tejto éry budú malí hnedí trpaslíci držať väčšinu dostupného vodíka a čierne diery budú rásť, rásť a rásť, pričom sa budú živiť zvyškami hviezd. Keď okolo nie je dostatok vodíka, vesmír sa časom stmavne a ochladí. Potom protóny, ktoré existovali od samého začiatku vesmíru, začnú umierať a rozpúšťať hmotu. Výsledkom je, že väčšina subatomárnych častíc, Hawkingovho žiarenia a čiernych dier zostane vo vesmíre.

Hawkingovo žiarenie je hypotetický proces vyžarovania rôznych elementárnych častíc, najmä fotónov, čiernou dierou; pomenované po britskom teoretickom fyzikovi Stephenovi Hawkingovi.

Obdobie čiernych dier

Počas významného časového obdobia budú vo vesmíre dominovať čierne diery, ktoré budú čerpať zvyšky hmoty a energie. Nakoniec sa však vyparia, aj keď veľmi pomaly.

Autori knihy sa podľa Big Think domnievajú, že keď sa čierne diery konečne vyparia, dôjde k malému záblesku svetla – jedinej zostávajúcej energii vo vesmíre. V tomto bode bude vesmír takmer históriou, bude obsahovať len nízkoenergetické, veľmi slabé subatomárne častice a fotóny.

Temná éra

Nakoniec sa elektróny a pozitróny unášané priestorom navzájom zrazia a niekedy vytvoria atómy proitrónia. Tieto štruktúry sú nestabilné, avšak ich častice, z ktorých pozostáva, sa nakoniec zničia. Ďalšia deštrukcia ďalších nízkoenergetických častíc bude pokračovať, aj keď veľmi pomaly. Ale dnes večer sa pozrite na nočnú oblohu plnú hviezd a o nič sa nebojte - ešte veľmi dlho nikam nepôjdu a naše chápanie vesmíru a času sa môže v budúcnosti zmeniť.