Enden på alt (astrofysisk talende) Katie Mack Scribner (2020)

Forskere ved, hvordan verden vil ende. Solen løber tør for brændstof og går ind i sin rød-gigantiske fase. Dens sidste udbrud af herlighed vil udvide og opsluge de nærmeste planeter og efterlade Jorden en forkullet, livløs klippe. Vores planet har omkring fem milliarder år tilbage.

Med dette dystre billede begynder den teoretiske astrofysiker Katie Mack sin bog om universets ende – et langt mere usikkert udsigter. Kosmologer ser generelt baglæns, fordi alle de beviser, de kan undersøge med teleskoper, er langt væk og vedrører ting, der skete for længe siden. Brug af bevægelser fra fjerne stjerner og galakser til at forudsige mulige fremtider indebærer mere spekulation.

I Macks hænder giver denne spekulation en fascinerende historie. Mennesker er, skriver hun, “en art, der er klar mellem en bevidsthed om vores ultimative ubetydelighed og en evne til at nå langt ud over vores verdslige liv, ind i tomrummet, for at løse kosmos mest grundlæggende mysterier”. Hun er en talentfuld formidler af kompleks fysik og lidenskab og nysgerrighed omkring astronomi, der har gjort hende til en populær højttaler og Twitter-tilstedeværelse, er tydelige her. (Det samme er nogle nørdet vittigheder og en mindre overbevisende koda om ny fysikforskning, der er tangentielt for det centrale tema.)

Mack begynder i starten med Big Bang. Hvad der fulgte var inflation – en periode med hurtig ekspansion. Derefter dannedes strukturer af mørkt stof og byggestenene til stjerner, planeter, liv og galakser samlet. I øjeblikket blev mørk energi, tænkt at gennemtrænge universet, modvirker på en eller anden måde tyngdekræfterne for at fortsætte med at drive ekspansion.

Universets skæbne afhænger af, om denne ekspansion fortsætter, fremskynder eller vender.

The Big Crunch

Astrofysik ts betragtes længe som den mest sandsynlige afskedigelse som en vending af Big Bang – Big Crunch. Uden for vores kosmiske kvarter zoomer enhver galakse væk fra os; et tydeligt tegn på ekspansion. Hvis universet har nok stof, inklusive mørkt stof, vil den samlede tyngdekraft af alt gradvist standse denne ekspansion og udfælde det ultimative sammenbrud. Over tid vil galakser, derefter individuelle stjerner, smadre i hinanden oftere og dræbe ethvert liv på nærliggende planeter. I de sidste øjeblikke, når tætheder og temperaturer stiger i et kontraherende inferno, slukkes alt, hvad der er tilbage, på et enkelt punkt.

Men mørk energi kan betyde, at en anden ende venter. De første år af universets udvikling blev bestemt af mængden af stof, det havde; i løbet af de sidste par milliarder år er mørk energi begyndt at dominere og skubber universet udad. Aktuelle data fra Den Europæiske Rumorganisations Planck-teleskop og andre kilder er i overensstemmelse med, at denne udvidelse fortsætter for evigt.

Kaldt Heat Death eller Big Freeze, denne apokalypse vil være “langsom og kvalmende”, skriver Mack. I termodynamisk vilkår, forklarer hun, at universet vil nærme sig en tilstand med minimumstemperatur og maksimal entropi. Når alt bliver længere og længere fra hinanden, vil materialet fra døde stjerner sprede sig, så nye stjerner ikke kan dannes, og de galakser, de er en del af vil gradvist stoppe med at vokse. Det er som en kvælning af al astrofysisk aktivitet, da brændstoffet til vækst og reproduktion bliver så diffust, at det er ubrugeligt. Det er en ende “præget af stigende isolation, ubønhørligt henfald og en evigt lang falmning i mørke ”.

Den tredje død, som Mack diskuterer, er Big Rip. Dette er i vente, hvis mørk energi fremskynder ekspansion endnu mere end forventet i øjeblikket. Da universet balloner, vil gravitationskræfter i sidste ende ikke være i stand til at holde galaktiske klynger sammen. Stjerner fjernes fra hinanden, og solsystemer som vores har ikke styrken til at forblive sammen. De resterende stjerner og planeter eksploderer. Endelig vil de sidste atomer blive revet fra hinanden.

De seneste målinger peger på en varmedød, men en Big Crunch eller Big Rip er inden for deres usikkerhed.

Det sidste dommedagsscenario, som Mack beskriver er yderst usandsynligt: vakuum henfald. En lille boble af ‘sandt vakuum’ kunne dannes på grund af ustabilitet i marken forbundet med Higgs-bosonen. Det kan ske, hvis et sort hul fordampes på den forkerte måde. En sådan boble ville ekspandere med lysets hastighed og ødelægge alt, indtil den annullerer universet. Vakuumforfald er måske allerede begyndt et eller andet sted langt væk. Vi ser det ikke komme.

Dog skal du ikke bekymre dig. Som Mack rådgiver, uanset hvordan det ser ud, vil slutningen sandsynligvis ikke være nær i mindst 200 milliarder år.