Konec všeho (astrofyzikálně řečeno) Katie Mack Scribner (2020)

Vědci vědí, jak skončí svět. Slunci dojde palivo a vstoupí do své fáze červeného obra. Jeho poslední výbuch slávy se rozšíří a pohltí nejbližší planety, takže Zemi zanechá zuhelnatělou, neživou skálu. Naší planetě zbývá zhruba pět miliard let.

S tímto pochmurným obrazem začíná teoretická astrofyzička Katie Mack svou knihu o konci vesmíru – mnohem nejistější vyhlídka. Kosmologové se obecně dívají zpětně, protože všechny důkazy, které mohou zkoumat pomocí dalekohledů, jsou daleko a týkají se věcí, které se staly dávno. Využití pohybů vzdálených hvězd a galaxií k předpovědi možné budoucnosti vyžaduje více spekulací.

V Mackových rukou tato spekulace přináší fascinující příběh. Lidé jsou, jak píše, „druh připravený mezi vědomím naší konečné bezvýznamnosti a schopností dosáhnout daleko za naše pozemské životy, do prázdna, řešit nejzákladnější tajemství vesmíru.“ Je talentovanou komunikátorkou komplexu fyzika a vášeň a zvědavost o astronomii, které ji učinily oblíbenou řečníčkou a přítomností na Twitteru, jsou zde evidentní. (Stejně jako některé hloupé vtipy a méně přesvědčivá coda o novém výzkumu fyziky tangenciální k ústřednímu tématu.)

Mack začíná na začátku Velkým třeskem. Následovala inflace – období rychlé expanze. Poté se vytvořily struktury temné hmoty a sestavily se stavební kameny hvězd, planet, života a galaxií. V současné době temná energie, myšlenka prostupovat vesmírem, nějakým způsobem působí proti gravitačním silám, aby pokračovala v expanzi.

Osud vesmíru závisí na tom, zda bude expanze pokračovat, zrychlovat nebo zvrátit.

Velká krize

Astrophysicis Dlouho bylo považováno za nejpravděpodobnější rozuzlení zvrácení velkého třesku – velký krach. Mimo naše vesmírné sousedství se od nás každá galaxie přibližuje; jasný signál expanze. Pokud bude vesmír obsahovat dostatek hmoty, včetně temné hmoty, kombinovaná gravitační přitažlivost všeho postupně zastaví tuto expanzi a urychlí konečný kolaps. V průběhu času se galaxie, pak jednotlivé hvězdy, budou navzájem častěji rozbíjet a zabíjet veškerý život na blízkých planetách. V závěrečných okamžicích, jak hustoty a teploty stoupají ve smršťujícím se pekle, vše, co zbyde, zhasne v jediném bodě.

Ale temná energie může znamenat, že čeká jiný konec. Počáteční roky vývoje vesmíru byly určeny množstvím hmoty, kterou obsahoval; v posledních několika miliardách let začala dominovat temná energie, která vytlačovala vesmír ven. Aktuální data z Planckova dalekohledu Evropské vesmírné agentury a dalších zdrojů jsou v souladu s tím, že tato expanze bude trvat věčně.

Tato apokalypsa, zvaná Tepelná smrt nebo Velké zmrazení, bude „pomalá a trýznivá“, píše Mack. Termodynamicky vysvětluje, že se vesmír přiblíží stavu minimální teploty a maximální entropie. Jak se vše bude čím dál tím více od sebe oddělovat, materiál mrtvých hvězd se rozptýlí, takže se nové hvězdy nemohou tvořit, a galaxie, které jsou součástí postupně přestane růst. Je to jako udušení veškeré astrofyzikální aktivity, protože palivo pro růst a reprodukci se stává tak rozptýleným, že je nepoužitelné. Je to konec, který je poznamenán rostoucí izolací, neúprosným úpadkem a věčným přechodem do temnoty. ”.

Třetí zánik, o kterém Mack hovoří, je Velký roztržka. Toto je na skladě, pokud temná energie urychluje expanzi ještě více, než se aktuálně očekává. Vzhledem k tomu, že balóny Vesmíru nebudou gravitační síly schopny udržet galaktické klastry pohromadě. Hvězdy budou od sebe navzájem odstraněny a solární systémy, jako je ta naše, nebudou mít sílu zůstat spolu. Zbývající hvězdy a planety explodují. Nakonec budou rozděleny poslední atomy.

Nejnovější měření ukazují na tepelnou smrt, ale velká krize nebo velká rip jsou v jejich nejistotách.

Poslední scénář soudného dne, který Mack popisuje, že je extrémně nepravděpodobné: vakuový úpadek. Mohla by se vytvořit malá bublina „skutečného vakua“ kvůli nestabilitě v poli spojeném s Higgsovým bosonem. To by se mohlo stát, kdyby se řekněme černá díra odpařila špatným způsobem. Taková bublina se rozpíná rychlostí světla a ničí všechno, dokud nezruší vesmír. Vakuový úpadek už možná začal na nějakém vzdáleném místě. Neuvidíme, že to přijde.

Nebojte se. Jak Mack radí, ať už to vypadá jakkoli, konec pravděpodobně nebude blízko minimálně 200 miliard let.