Kaiken loppu (astrofysikaalisesti puhuva) Katie Mack Scribner (2020)

Tutkijat tietävät, miten maailma loppuu. Aurinko loppuu polttoaineestaan ja siirtyy puna-jättiläisvaiheeseensa. Sen viimeinen kirkkauden puhkeaminen laajenee ja nielaisee lähimmät planeetat, jättäen maapallon hiiltyneeksi, elottomaksi kallioksi. Planeetallamme on jäljellä noin viisi miljardia vuotta.

Tällä synkällä kuvalla teoreettinen astrofyysikko Katie Mack aloittaa kirjansa maailmankaikkeuden lopusta – paljon epävarmemmasta mahdollisuudesta. Kosmologit katsovat yleensä taaksepäin, koska kaikki todisteet, joita he voivat tutkia kaukoputkilla, ovat kaukana ja koskevat kauan sitten tapahtuneita asioita. Etäisten tähtien ja galaksien liikkeiden käyttäminen mahdollisten tulevaisuuksien ennustamiseen edellyttää enemmän spekulointia.

Mackin käsissä tämä spekulaatio tekee kiehtovan tarinan. Ihmiset ovat, hän kirjoittaa, ”laji, joka on valmiina tietoisuuteen perimmäisestä merkityksettömyydestämme ja kyvystä päästä kauas arkisen elämämme ulkopuolelle, tyhjyyteen, ratkaista kosmoksen perustavanlaatuiset mysteerit”. Hän on monimutkaisten fysiikka, intohimo ja uteliaisuus tähtitieteen suhteen, jotka ovat tehneet hänestä suositun puhujan ja Twitter-läsnäolon, ovat täällä ilmeisiä. (Kuten joitain nörtti-vitsejä ja vähemmän pakottavaa koodia uudesta fysiikan tutkimuksesta, joka on tangentiaalinen keskeiselle teemaan.)

Mack alkaa alusta, alkuräjähdyksellä. Seuraavana oli inflaatio – nopean laajenemisen jakso. Sitten muodostuivat pimeän aineen rakenteet ja tähtien, planeettojen, elämän ja galaksien rakennuspalikat kokoontuivat. Tällä hetkellä tumma energia, ajatellaan läpäisevän maailmankaikkeuden, jotenkin vastustaa painovoimia voidakseen jatkaa laajenemista.

Maailmankaikkeuden kohtalo riippuu jatkuuko, kiihtykö vai kääntyykö.

Suuri murskaus

Astrofysiikka ts pitivät kauan todennäköisintä irtisanomisia Big Bangin – Big Crunchin – kääntämiseksi. Kosmisen naapuruston ulkopuolella jokainen galaksi lähentyy meistä; selkeä merkki laajentumisesta. Jos maailmankaikkeudessa on tarpeeksi ainetta, mukaan lukien pimeä aine, kaiken yhdistetty gravitaatiovoima pysäyttää vähitellen tämän laajenemisen ja saa aikaan lopullisen romahduksen. Ajan myötä galaksit, sitten yksittäiset tähdet, törmäävät toisiinsa useammin ja tappavat kaiken elämän läheisillä planeetoilla. Viimeisinä hetkinä, kun tiheydet ja lämpötilat nousevat supistuvassa helvetissä, kaikki jäljellä oleva sammuu yhdessä pisteessä.

Mutta pimeä energia voi tarkoittaa, että toinen pää odottaa. Universumin kehityksen alkuvuodet määräytyivät sen hallussa olevan aineen määrän perusteella; muutaman viimeisen miljardin vuoden aikana pimeä energia on alkanut hallita, työntämällä maailmankaikkeutta ulospäin. Nykyiset tiedot Euroopan avaruusjärjestön Planckin teleskoopista ja muista lähteistä ovat yhdenmukaisia tämän laajenemisen kanssa ikuisesti.

Lämpökuolemaksi tai suureksi jäädytykseksi kutsuttu maailmanloppu on ”hidas ja tuskallinen”, Mack kirjoittaa. hän selittää, että maailmankaikkeus lähestyy minimilämpötilan ja maksimaalisen entropian tilaa.Kun kaikki kulkee yhä kauemmas toisistaan, kuolleiden tähtien materiaali leviää niin, että uusia tähtiä ei voi muodostua, ja galaksit, joihin he ovat osa Se lakkaa vähitellen kasvamasta. Se on kuin kaiken astrofysikaalisen toiminnan tukehtuminen, kun kasvun ja lisääntymisen polttoaine on niin hajautunutta, että sitä ei voida käyttää. Se on loppu ”, jota leimaa lisääntyvä eristyneisyys, väistämätön rappeutuminen ja eoneja pitkä pimeys. ”.

Kolmas kuolema, josta Mack keskustelee, on Big Rip. Tämä on varastossa, jos pimeä energia kiihdyttää laajentumista vielä enemmän kuin tällä hetkellä odotetaan. Kun maailmankaikkeuden ilmapallot lopulta, painovoimat eivät pysty pitämään galaktisia klustereita yhdessä. Tähdet riisutaan toisistaan, eikä meidän kaltaisillamme aurinkokunnilla ole voimaa pysyä yhdessä. Loput tähdet ja planeetat räjähtävät. Viimeiset atomit repeytyvät toisistaan.

Viimeisimmät mittaukset viittaavat lämpökuolemaan, mutta iso murskaus tai iso repeämä ovat heidän epävarmuustekijöissään.

Viimeinen tuomiopäiväskenaario, joka Mack kuvailee olevan äärimmäisen epätodennäköistä: tyhjöhajoaminen. Pieni ”todellisen tyhjiön” kupla voi muodostua Higgsin bosoniin liittyvän kentän epävakauden vuoksi. Näin voi käydä, jos esimerkiksi musta aukko haihtuu väärin. Tällainen kupla laajenisi valon nopeudella tuhoamalla kaiken, kunnes se kumoaa maailmankaikkeuden. Tyhjiövaurio voi olla jo alkanut jossain kaukaisessa paikassa. Emme näe sitä tulevaa.

Älä huoli. Kun Mack neuvoo, miltä se näyttää, loppu ei todennäköisesti ole lähellä ainakin 200 miljardia vuotta.