Sfârșitul totului (astrofizic vorbind) Katie Mack Scribner (2020)

Oamenii de știință știu cum se va sfârși lumea. Soarele va rămâne fără combustibil și va intra în faza roșu-gigant. Explozia sa finală de glorie se va extinde și va cuprinde cele mai apropiate planete, lăsând Pământului o piatră carbonizată, fără viață. Planetei noastre îi mai rămân în jur de cinci miliarde de ani.

Cu această imagine sumbră, astrofizicianul teoretic Katie Mack își începe cartea despre sfârșitul Universului – o perspectivă mult mai nesigură. Cosmologii privesc, în general, înapoi, deoarece toate dovezile pe care le pot examina cu telescoapele sunt departe și se referă la lucruri care s-au întâmplat cu mult timp în urmă. Folosirea mișcărilor stelelor și galaxiilor îndepărtate pentru a prezice viitorul posibil presupune mai multe speculații.

În mâinile lui Mack, această speculație face o poveste fascinantă. Oamenii sunt, scrie ea, „o specie pregătită între o conștientizare a nesemnificativității noastre finale și o capacitate de a ajunge mult dincolo de viețile noastre lumești, în vid, de a rezolva cele mai fundamentale mistere ale cosmosului”. Ea este o comunicatoare talentată a complexului fizica, pasiunea și curiozitatea față de astronomie, care au făcut din ea un difuzor popular și prezența pe Twitter, sunt evidente aici (la fel ca unele glume tocilare și o codă mai puțin convingătoare despre noile cercetări fizice tangențiale temei centrale.)

Mack începe la început, cu Big Bang. Ce a urmat a fost inflația – o perioadă de expansiune rapidă. Apoi, s-au format structuri de materie întunecată și s-au asamblat blocurile de stele, planete, viață și galaxii. În prezent, energia întunecată, gândit să pătrundă în Univers, contracarează cumva forțele gravitației pentru a continua să conducă expansiunea.

Soarta Universului depinde dacă expansiunea va continua, se va accelera sau se va inversa.

Big Crunch

Astrophysicis De mult a considerat că cel mai probabil deznodământ este o inversare a Big Bang-ului – Big Crunch. În afara vecinătății noastre cosmice, fiecare galaxie se apropie de noi; un semn clar de expansiune. Dacă Universul deține suficientă materie, inclusiv materie întunecată, atracția gravitațională combinată a tuturor va opri treptat această expansiune și va precipita prăbușirea finală. De-a lungul timpului, galaxiile, apoi stelele individuale, se vor izbi unul de celălalt mai des, distrugând orice viață de pe planetele din apropiere. În ultimele momente, pe măsură ce densitățile și temperaturile cresc într-un infern contractant, tot ceea ce rămâne se va stinge într-un singur punct.

Dar energia întunecată ar putea însemna că așteaptă un alt scop. Primii ani ai evoluției Universului au fost determinați de cantitatea de materie pe care o deținea; în ultimele câteva miliarde de ani, energia întunecată a început să domine, împingând universul spre exterior. Datele actuale de la telescopul Planck al Agenției Spațiale Europene și alte surse sunt în concordanță cu această extindere care continuă pentru totdeauna.

Numită Death Heat sau Big Freeze, această apocalipsă va fi „lentă și agonizantă”, scrie Mack. În termodinamică termeni, explică ea, Universul se va apropia de o stare de temperatură minimă și entropie maximă. Pe măsură ce totul se îndepărtează din ce în ce mai mult, materialul stelelor moarte se va dispersa astfel încât stelele noi să nu se poată forma, iar galaxiile din care fac parte. va înceta treptat să crească. Este ca o sufocare a oricărei activități astrofizice, deoarece combustibilul pentru creștere și reproducere devine atât de difuz încât poate fi inutilizabil. Este un sfârșit „marcat de izolare crescândă, decădere inexorabilă și o estompare lungă de eoni în întuneric ”.

A treia moarte despre care discută Mack este Big Rip. Acest lucru este rezervat dacă energia întunecată accelerează expansiunea chiar mai mult decât se preconizează în prezent. Pe măsură ce Universul se balonează, în cele din urmă, forțele gravitaționale nu vor putea menține grupurile galactice împreună. Stelele vor fi dezlipite unele de altele, iar sistemele solare precum ale noastre nu vor avea puterea de a rămâne împreună. Stelele și planetele rămase vor exploda. În cele din urmă, ultimii atomi vor fi rupți.

Ultimele măsurători indică o moarte de căldură, dar un Big Crunch sau Big Rip se află în incertitudinile lor.

Scenariul final al zilei de final Mack descrie că este extrem de puțin probabil: descompunerea în vid. S-ar putea forma o mică bulă de „adevărat vid”, din cauza instabilității în câmpul asociat cu bosonul Higgs. Acest lucru s-ar putea întâmpla dacă, să zicem, o gaură neagră se evaporă într-un mod greșit. O astfel de bulă s-ar extinde cu viteza luminii, distrugând totul, până când va anula universul. Decăderea sub vid ar fi putut începe deja într-un loc îndepărtat. Nu vom vedea că vine.

Totuși, să nu ne facem griji. După cum sfătuiește Mack, orice ar arăta, probabil că sfârșitul nu va fi aproape de cel puțin 200 de miliarde de ani.