Sí, por supuesto, esto probablemente no nos concierne. No estamos seguros de nada durante los próximos 50 años, y no tenemos idea de lo que sucederá, qué podemos decir allí durante muchos años por venir.
Pero todavía me pregunto cómo estará allí. ¿Cómo se convertirá todo en una "cuenca de cobre"?
El Universo es un objeto global que incluye el tiempo, el espacio y todo su contenido: galaxias, estrellas, planetas, sus lunas, todos los demás cuerpos, toda la materia, toda la energía. Este enorme y maravilloso objeto nació una vez. Como todas las cosas buenas, el universo también tiene su fin. Con el pasado y el origen del Universo, los científicos parecen haber decidido. Pero las predicciones sobre el fin del Universo siguen siendo un conjunto de teorías que producen resultados diferentes dependiendo de los valores aceptados de varias constantes.
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Nacimiento y vida
La teoría dominante del origen del universo en la ciencia moderna es el Big Bang. Si extrapolamos la expansión aparente del Universo, hace 13.799 ± 0.021 mil millones de años, toda la materia estaba en un punto de tamaño cero con densidad y temperatura infinitas. Entonces comenzó la expansión. Pocos de los procesos posteriores se encuentran dentro de la comprensión completa de la física moderna.
En picosegundos, se generaron partículas elementales a partir del plasma de quark-gluón. Posteriormente, se formaron protones y neutrones a partir de ellos, que a su vez dieron núcleos de isótopos ligeros. Hasta ahora, solo los núcleos: la materia está lejos de los átomos.
Después de 70 mil años desde el punto de partida, la materia comienza a dominar la radiación. Aproximadamente 380 mil años después del Big Bang, los electrones y los núcleos forman átomos neutros por primera vez. Las estrellas aún no existen. Los primeros se forman a partir de 550 millones de años después del Big Bang. Las estrellas se juntan en galaxias. Estos últimos están formados por interacción gravitacional en grupos.
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De acuerdo con la hipótesis nebular, ≈9 mil millones de años después del Big Bang (o hace ≈4,6 mil millones de años), lo que luego se convertiría en el sistema solar comenzó a formarse a partir de una nube de gas y polvo. Un fragmento de la nube comprimido en una bola en el centro, las partes circundantes también se comprimieron y giraron más rápido, formando un disco característico. Nuestra estrella se iluminó con la bola, los planetas se formaron en las regiones frías en el espesamiento de la materia.
En esta breve descripción, nos interesa la posibilidad de predecir cuánto tiempo aún puede existir el Sol. 13.799 millones de años después de que todo comenzó, tenemos una Tierra azul, vida y pornografía gratuita a través de redes de datos. El orden de vida que nos conviene existirá durante mucho tiempo, pero solo según los estándares humanos.
En 2.400 millones de años a partir de ahora, la Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda chocarán. No habrá nadie que lo observe desde la Tierra. La vida en nuestro planeta se extinguirá en unos mil millones de años: el Sol proporcionará demasiado calor y los océanos simplemente se evaporarán. La estrella en sí durará mucho tiempo.
Ciclo de vida del sol.
En miles de millones de años, el Sol ya será un gigante rojo que durante mucho tiempo ha agotado sus reservas de combustible de hidrógeno. Se expandirá aproximadamente 250 veces. Algunos estudios muestran que antes de colapsar en una enana blanca, el Sol todavía capturará la Tierra, ya que la órbita del planeta se hundirá más. Sin embargo, no importa: en 7.600 millones de años, cuando esto suceda, no habrá nada vivo en nuestro planeta. El sol brillará durante miles de millones de años más, pero mucho más tenue. Eventualmente se convertirá en una enana negra. En otros mil millones de años, la gravedad de otras estrellas se llevará los planetas restantes. El sistema solar dejará de existir.
En los próximos cientos de millones de años, no hay necesidad de preocuparse por la muerte de la Tierra; durante este período, el sistema solar es estable. Quemar el combustible de una estrella cercana dentro de miles de millones de años ni siquiera es un problema. La humanidad moderna tiene tareas reales que amenazan con deteriorar significativamente la calidad de vida. Son muchos: desde antibióticos que dejan de funcionar por la aparición de superbacterias hasta el cambio climático global por la liberación de gases de efecto invernadero. Finalmente, existe un peligro banal de desencadenar una guerra termonuclear o de destruirnos a nosotros mismos de alguna otra manera.
Quizás nuestros descendientes cambiarán la órbita de la Tierra o incluso migrarán de ella. Quizás la Tierra sobrevivirá a este proceso sin ayuda innecesaria. Pero, ¿qué problemas enfrentará la posthumanidad, que dejará la "cuna de la civilización"? ¿Qué les espera a otras formas de vida extraterrestres? La cuestión del destino final del Universo se encuentra en el límite de la ciencia cosmológica moderna.
Compresión
El universo se está expandiendo, las galaxias se están dispersando unas de otras. Quizás la tasa de expansión disminuirá, llegará a cero y luego irá en la dirección opuesta. El universo puede comenzar a encogerse, colapsando gradualmente en agujeros negros. Y estos agujeros negros se fusionarán en uno solo. Esta hipótesis se llama "Gran Compresión".
En la ley de Hubble, el estado de expansión del Universo está determinado por su densidad. Si la densidad es inferior a la crítica, entonces el Universo seguirá creciendo en tamaño y enfriándose. Si la densidad del Universo es mayor, entonces la fuerza gravitacional detendrá gradualmente la dispersión y la dirigirá hacia atrás. El universo se encogerá.
El colapso será diferente de la expansión original. Enormes cúmulos de galaxias convergerán, luego galaxias enteras comenzarán a fusionarse. En algún momento, las estrellas se acercarán tanto entre sí que chocarán con frecuencia. Las estrellas no podrán disipar el calor generado y comenzarán a explotar, dejando un gas caliente y no homogéneo. Debido al aumento de temperatura, sus átomos se descompondrán en partículas elementales, que serán absorbidas por la fusión de los agujeros negros. La hipótesis no indica cuál será el final.
Hay otra hipótesis de continuación: Big Bounce. La formulación simple dice que el Universo está experimentando ciclos de Big Bang y Big Compression. Quizás este Universo surgió como consecuencia del colapso del anterior. Esto significa que vivimos en uno de los puntos de un ciclo interminable de contracciones y explosiones. Sin embargo, su numeración no tiene sentido debido al paso del punto de singularidad. Algunas teorías afirman que la Gran Compresión resultará en el mismo estado en el que comenzó todo. Ocurrirá otro Big Bang. El ciclo continuará indefinidamente.
Pero observaciones experimentales recientes de supernovas distantes como objetos de luminosidad estándar y la compilación de un mapa de radiación de reliquias muestran que la expansión no se ralentiza, sino que solo se acelera.
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Expansión
The Great Rip sugiere que en algún momento en el futuro, toda la materia del universo, las estrellas y las galaxias, las partículas subatómicas, el espacio y el tiempo mismo serán destrozados por la tasa de expansión. El escenario de esta muerte dice que 60 millones de años antes de la final, la Vía Láctea se desintegrará y el trabajo del sistema solar se verá interrumpido en tres meses. Media hora antes del Big Rip, la Tierra (o un planeta similar) colapsará, y en un nanosegundo, los átomos comenzarán a colapsar. Según la hipótesis, todo esto sucederá solo después de 22 mil millones de años, después de la extinción del Sol en una enana blanca.
Sin embargo, la teoría más popular sigue siendo la expansión constante y la muerte por calor resultante.
En miles de millones de años, las estrellas se apagarán. De sus restos nacerán enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros. En 150 mil millones de años a partir del momento actual, con la misma aceleración de la recesión de las galaxias, todas las galaxias fuera del Grupo Local irán más allá del horizonte cosmológico. Los eventos en el Grupo Local no podrán influir en eventos en galaxias distantes de ninguna manera, y viceversa. Al observar una galaxia distante, el tiempo se ralentizará y luego simplemente se detendrá. En otras palabras, después de 150 mil millones de años, un observador del Grupo Local nunca verá eventos en galaxias distantes. No serán posibles más vuelos hacia ellos ni ninguna forma de comunicación.
Después de 800 mil millones de años, la luminosidad del Grupo Local disminuirá notablemente. Las estrellas que envejecen emitirán cada vez menos luz, las enanas rojas se convertirán en blancas. Después de 2 billones de años a partir de ahora, debido al corrimiento al rojo, las galaxias distantes serán imposibles de detectar de ninguna manera: incluso las longitudes de onda de sus rayos gamma serán más altas que el tamaño del universo observable.
En 100 billones de años, la formación de estrellas terminará, sus remanentes brillarán tenuemente en el espacio. Después de que se apague la última estrella, el espacio se iluminará ocasionalmente con llamaradas de fusiones de dos enanas blancas. Después de 1015 años, los planetas caerán sobre los remanentes de sus antiguas estrellas o irán a otros cuerpos. De manera similar, en 1019-1020 años, los objetos dejarán las galaxias. Una pequeña parte de los objetos caerá en un agujero negro supermasivo.
El desarrollo posterior depende de si el protón es estable o no. Algunos experimentos afirman que la vida media mínima de un protón es de 1034 años. Si esto es realmente así, en 1040 años casi solo quedarán leptones y fotones en el Universo. Los restos de estrellas desaparecerán, solo quedarán agujeros negros. Quizás el proceso de destrucción de nucleones lleve más tiempo.
En 10100 años a partir del momento actual, los agujeros negros se evaporarán por la radiación de Hawking. Finalmente, el universo estará casi completamente vacío. Fotones, neutrinos, electrones y positrones volarán en él, chocando ocasionalmente.
Si los protones son estables, luego de 101500 fusión fría y túnel cuántico, los núcleos de luz se convertirán en átomos de hierro de 56Fe. Los elementos más pesados que este isótopo se descompondrán con la emisión de partículas alfa. En 101026 años, los túneles cuánticos convertirán objetos grandes en agujeros negros. Quizás las estrellas de hierro se convertirán en estrellas de neutrones en 101076 años a partir de ahora.
Existe la posibilidad de que en 10101056 años las fluctuaciones cuánticas den lugar a un nuevo Big Bang. Aunque en este vacío incluso puede nacer una criatura racional: una estimación aproximada del momento del nacimiento del cerebro de Boltzmann es una vez cada 101050 años.
Hay otras hipótesis más exóticas. Por ejemplo, en 2010, los científicos predijeron que en cinco mil millones de años terminaría el tiempo. Este evento será difícil de ver o predecir de alguna manera, se promete que será repentino. El espacio puede terminar debido al colapso de un vacío falso en uno verdadero, en un estado energético más bajo, lo que puede conducir a la destrucción completa de los objetos del Universo.
Todas estas hipótesis están diseñadas para las realidades actuales de una simple ecuación de estado para la energía oscura. Como sugiere su nombre, se sabe poco sobre la energía oscura. Si el modelo inflacionario del Universo es correcto, entonces en los primeros momentos después del Big Bang, existieron otras formas de energía oscura. Quizás la ecuación de estado cambie. Las conclusiones que se puedan extraer de él cambiarán. Es difícil predecir lo que aprenderemos sobre la energía oscura si solo se desarrolló a fines del siglo pasado.
Aquí hay otra versión del físico teórico Joseph Lykken del National Accelerator Laboratory. Fermi. En la conferencia anual de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS), presentó la teoría de la muerte de todo el universo.
El investigador dijo que el estudio de las propiedades del bosón de Higgs descubierto confirma la hipótesis de la inestabilidad del universo. Esto significa que tarde o temprano puede dejar de existir por completo en la forma en que lo conocemos.
La culpa fue la masa de la "partícula de Dios", establecida por los detectores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), 126 gigaelectronvoltios.
Cuando Peter Higgs predijo la existencia de un bosón elemental en 1964, su masa teórica podría estar en un amplio rango de 114 a varios cientos de gigaelectronvoltios. Pero el resultado obtenido resultó estar en esa zona fronteriza, por debajo de la cual se permite la asunción del llamado vacío "falso".
En pocas palabras, con tales propiedades de una partícula subatómica inestable, el vacío en el Universo puede no estar tan vacío como se piensa comúnmente. Si asumimos que en realidad posee una cierta cantidad de energía, entonces, con cierta probabilidad, un vacío real "vacío" puede aparecer al azar en alguna región del espacio.
“En un momento dado, debido a las fluctuaciones cuánticas, una pequeña burbuja de vacío dará lugar a un universo alternativo”, explica Likken. "Debido a su menor nivel de energía, se expandirá a la velocidad de la luz, absorbiendo todo lo que lo rodea".
De hecho, estamos hablando de un nuevo Big Bang y la sustitución de una generación del Universo por otra. Pero no debes abastecerte de sal y fósforos. Primero, la "versión" del espacio exterior que nos rodea resultó ser lo suficientemente estable como para sobrevivir durante 13.500 millones de años. Si estalla una catástrofe, sucederá hace mucho, mucho tiempo. En segundo lugar, la expansión de la hipotética burbuja se producirá con la máxima velocidad posible, lo que significa que no será posible predecir el fin del mundo, y sucederá de forma inesperada y completamente invisible para todos los seres vivos.
