Slutet på allt (astrofysiskt talande) Katie Mack Scribner (2020)

Forskare vet hur världen kommer att sluta. Solen tar slut på bränsle och går in i sin röda jättefas. Dess sista utbrott av ära kommer att expandera och uppsluka de närmaste planeterna och lämna jorden till en förkolnad, livlös sten. Vår planet har cirka fem miljarder år kvar.

Med denna dystra bild börjar den teoretiska astrofysikern Katie Mack sin bok i slutet av universum – ett mycket mer osäkert perspektiv. Kosmologer ser i allmänhet bakåt eftersom alla bevis de kan undersöka med teleskop är långt borta och gäller saker som hände för länge sedan. Att använda rörelser från avlägsna stjärnor och galaxer för att förutsäga möjliga framtid innebär mer spekulation.

I Macks händer ger denna spekulation en fascinerande historia. Människor är, skriver hon, ”en art som står mellan en medvetenhet om vår ultimata obetydlighet och en förmåga att nå långt bortom våra vardagliga liv, in i tomrummet, för att lösa de mest grundläggande mysterierna i kosmos.” fysik och passionen och nyfikenheten kring astronomi som har gjort henne till en populär talare och Twitter-närvaro är uppenbar här. (Liksom några nördiga skämt och en mindre övertygande koda om ny fysikforskning som är tangentiell för det centrala temat.)

p> Mack börjar i början, med Big Bang. Det som följde var inflationen – en period av snabb expansion. Sedan bildades strukturer av mörk materia och byggstenarna i stjärnor, planeter, liv och galaxer samlades. För närvarande, mörk energi, trodde att genomsyra universum, på något sätt motverkar tyngdkrafterna för att fortsätta köra expansion.

Universums öde beror på om den expansionen kommer att fortsätta, påskynda eller vända.

The Big Crunch

Astrofysik ts ansågs länge vara den mest troliga förlossningen som en vändning av Big Bang – Big Crunch. Utanför vårt kosmiska område zoomar varje galax bort från oss; ett tydligt tecken på expansion. Om universum har tillräckligt med materia, inklusive mörk materia, kommer den kombinerade gravitationsattraktionen för allt gradvis att stoppa denna expansion och utlösa den ultimata kollapsen. Med tiden kommer galaxer, då enskilda stjärnor, att krossa in i varandra oftare och döda av liv på närliggande planeter. I de sista ögonblicken, när densiteter och temperaturer stiger i ett sammandragande inferno, kommer allt som återstår att släckas på en enda punkt. De första åren av universums utveckling bestämdes av mängden materia det innehöll; under de senaste miljarder åren har mörk energi börjat dominera och drivit universum utåt. Nuvarande data från Europeiska rymdorganisationens Planck-teleskop och andra källor överensstämmer med att denna expansion fortsätter för evigt. termer, förklarar hon, kommer universum att närma sig ett tillstånd av lägsta temperatur och maximal entropi. När allt blir längre och längre ifrån varandra kommer materialet från döda stjärnor att spridas så att nya stjärnor inte kan bildas och de galaxer de är en del av kommer gradvis att sluta växa. Det är som en kvävning av all astrofysisk aktivitet, eftersom bränslet för tillväxt och reproduktion blir så diffust att det inte kan användas. ”.

Den tredje nedgången som Mack diskuterar är Big Rip. Detta är i väntan om mörk energi accelererar expansion ännu mer än vad som för närvarande förväntas. Eftersom universum ballonger kommer gravitationskrafter så småningom inte att kunna hålla ihop galaktiska kluster. Stjärnor kommer att tas bort från varandra, och solsystem som vårt har inte styrkan att stanna tillsammans. De återstående stjärnorna och planeterna kommer att explodera. Slutligen kommer de sista atomerna att rippas ifrån varandra.

De senaste mätningarna pekar på en värmedöd, men en Big Crunch eller Big Rip ligger inom deras osäkerhet.

Det slutliga dommedagsscenariot som Mack beskriver är extremt osannolikt: vakuumförfall. En liten bubbla av ”verkligt vakuum” kan bildas på grund av instabilitet i fältet som är associerat med Higgs-bosonen. Det kan hända om, till exempel, ett svart hål avdunstar på fel sätt. En sådan bubbla skulle expandera med ljusets hastighet och förstöra allt tills den upphäver universum. Vakuumförfall kan redan ha börjat på ett avlägset ställe. Vi kommer inte se det komma.

Men oroa dig inte. Som Mack råder, hur det än ser ut, kommer troligen inte slutet att vara nära på minst 200 miljarder år.