Что ждет вселенную: взгляд в будущее до финального конца всего сущего

Люди, которые утверждают, что знают, как выглядит будущее всего сущего, были всегда. Но когда сегодня об этом говорят астрономы, их предсказания имеют более солидную основу, чем у прочих провидцев. А все потому, что у астрономов есть данные, много данных, которые позволяют заглянуть в прошлое на многие миллионы лет. В этом смысле это не какой-то сложный фокус, а исключительно математический расчет, который позволяет экстраполировать будущее вселенной. Конечно, и здесь возможны различные спекуляции, но наши знания о глобальном космическом будущем никогда еще не были более обоснованными, чем сегодня.

Особая комбинация расположения Земли и Луны обеспечила возможность жизни на нашей планете. Как показывают текущие расчеты, Земля и ее естественный спутник в конечном итоге сгорят в Солнце.Фото: APA/AFP/NASA/HO

Для начала вернемся к нашему миру и его неизбежной гибели. Все прекрасно понимают, что Земля не будет существовать вечно. Но как закончится земная жизнь, существует несколько вариантов. Неконтролируемый парниковый эффект, столкновение с астероидом или звездные взрывы могут легко убить жизнь на Земле, но не уничтожат саму планету.

Красно-бело-холодный конец

Судьба Земли во многом зависит от Солнца, и, в отличие от нас, людей, Земля может прожить еще семь миллиардов лет. Со временем ядерный синтез водорода в гелий на Солнце примет такие пропорции, что наша звезда превратится в красного гиганта, и она поглотит Землю. Поначалу физики еще предполагали, что Земле удастся избежать этой судьбы, но, как показывают современные расчеты, эта надежда, увы, несбыточна.

Эта размытая фотография красного гиганта была сделана Европейской Южной обсерваторией ESO в 2017 году телескопом Very Large Telescope. Это позволяет представить себе, как будет выглядеть со временем и наше Солнце. Фото: APA/AFP/European Southern Observatory

В какой-то момент ядро Солнца станет настолько плотным и горячим, что гелий сольется с более тяжелыми элементами. Выбросы приведут к тому, что Солнце сбросит свою внешнюю оболочку, оставив только раскаленное ядро размером с нашу теперешнюю Землю, и превратится в белого карлика. А еще через несколько миллиардов лет Солнце вместе с нашими остатками станет темным и холодным.

Как священник придумал Большой взрыв

Это то, что касается нашей Солнечной системы. Но ведь существует и остальная вселенная. Поначалу физик Альберт Эйнштейн, которому мы обязаны основами нашего понимания космоса, считал вселенную статичной. Но он ошибался. В 1927 году бельгийский астрофизик и священник Жорж Леметр опубликовал работу, в которой он утверждал, что вселенная расширяется - тезис, который подтвердился многочисленными и всесторонними измерениями. Таким образом можно было наблюдать, что галактики удаляются все дальше и дальше от нас.

При этом расширение Вселенной позволяет также делать выводы о ее происхождении: Леметр пришел к умозаключению, что вселенная была создана взрывом первичного атома, в котором была сжата вся энергия. Критики этого тезиса назвали его «Теорией Большого взрыва» (Big Bang Theory). В частности, такие физики как Эйнштейн или Артур Эддингтон, изначально отвергли эту идею, так как такой подход показался им слишком религиозным - они считали, что не могло все начаться с подобного Сотворению взрыва. Но, в конце концов, Леметру удалось убедить в своей правоте не только католическую церковь, но и ученых.

Большинство современных физиков считает, что вселенная образовалась в результате Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад. Графика: Fatih Aydogdu, Quelle: Nasa/CXC/M. Weiss

Большие разборки

С конца 1990-х годов мы знаем, что вселенная не только расширяется, но и что этот процесс даже ускоряется. Что касается будущего развития космоса, то оно определяется двумя силами: расширением, которое, с одной стороны, разделяет вселенную, и гравитацией, которая сжимает ее, с другой. В зависимости от того, какая сила победит, мы движемся либо к абсолютному холоду, либо к смертельной жаре.

И сейчас существует несколько физических теорий, которые конкурируют между собой, продвигая свою версию конца всего сущего. При этом во всех них с избытком используется превосходная степень, и каждая из этих теорий претендует на обладание атрибутом «большой». И «Большое сжатие» и «Большой холод» - это лишь две теории из «большой» серии подобных прогнозов. Теория Большого холода (англ. Big Freeze, Big Whimper) делает ставку на продолжение расширения вселенной. И большинство имеющихся астрофизических данных подтверждают эту теорию. При этом, считают сторонники такого развития событий, вселенная продолжит остывать и, в конце концов, достигнет точки температуры абсолютного нуля. А вот в теории Большого сжатия (Big Crunch) ставка делается на гравитацию, которая все сожмет и раздавит: все будет постепенно становиться все более горячим и плотным, пока все вселенная снова сконцентрируется в одной единственной точке - такой себе Большой взрыв наоборот.

«Ничто» не существует

Осталось только уточнить, что же на самом деле будет, когда ничего не останется. В этом отношении современная физика имеет обнадеживающее сообщение. И это связано с фундаментальным принципом квантовой механики - принципом неопределенности Гейзенберга.

Физик Вернер Гейзенберг понял в 1927 году, что энергия и время, а также место и импульс не могут быть определены точно в одно и то же время. Даже в совсем пустом пространстве в течение очень коротких периодов времени могут происходить колебания энергии - так называемые колебания вакуума. Их значение оценивается в научном мире неоднозначно, но при этом их однозначно понимают, как нечто фундаментальное, что обязательно останется, если однажды вселенная все же уступит место пустоте. И как бы не выглядел окончательный конец вселенной, теперь уже ясно: «Ничто» не существует!

Астрономы открыли самую массивную спиральную галактику

Астрономы, при помощи комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter Array), открыли наверное самую массивную спиральную галактику в нашей Вселенной.

Галактика DLA0817g глазами художника. Фото NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Галактика, которая получила обозначение DLA0817g, появилась, по мнению ученых, спустя 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. Она находится на расстоянии около 12,2 миллиарда лет световых лет от Земли, однако, учитывая расширения Вселенной, в настоящий момент DLA0817g, должна находится на расстоянии 24,4 миллиарда световых лет.

Галактика DLA0817g в радиодиапазоне. Фото ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Neeleman; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Ученые назвали объект Диском Вольфа - в честь астронома Артура Вольфа. Галактика DLA0817g стала самой далекой галактикой с вращающимся диском среди всех обнаруженных на данный момент астрономами. Согласно современным моделям, массивные галактики образуются из слияний меньших по массе галактик и скоплений горячего газа. Эти столкновения препятствуют формированию дисков, характерных для Вселенной нынешнего возраста. Поэтому существование Диска Вольфа заставит астрономов пересмотреть механизмы появления таких космических объектов. Вероятно, DLA0817g аккумулировал холодный газ, однако вопрос, как ему удалось сохранить стабильный диск при такой большой массе, остается открытым.

«Скорость звездообразования в DLA0817g, по крайней мере, в десять раз выше, чем в нашей собственной галактике», – пишут ученые, «Должно быть, это одна из самых продуктивных дисковых галактик в ранней Вселенной».

Кометы десятилетия не будет - C / 2019 Y4 (ATLAS) распалась на части

Комета C / 2019 Y4 (ATLAS), которая, по мнению астрономов, должна была стать самой яркой кометой десятилетия, развалилась на части. Катаклизм заснял космический телескоп "Хаббл".

Фрагменты кометы C/2019 Y4 (ATLAS). Первый снимок выполнен космическим телескопом "Хаббл" 20 апреля, второй 23 апреля 2020 года. Фото NASA, ESA, D. Jewitt (UCLA), Q. Ye (University of Maryland)

Напомним, что комета C/2019 Y4 (ATLAS) была обнаружена 28 декабря 2019 года при помощи системы Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) на Гавайях - астрономической системы раннего предупреждения, предназначенной для обнаружения небольших околоземных объектов за несколько дней или недель до того, как они пройдут мимо Земли.

Астрономы предположили, что к концу мая 2020 года комета будет видна даже невооруженным глазом. А 31 мая 2020 года она должна пролететь всего в 0,25 а.е. от Солнца. Но до Солнца C/2019 Y4 (ATLAS) в целом состоянии не добралась.

Начиная с середины марта астрономы наблюдали, как комета, по мере приближения к Солнцу, становится все ярче, однако затем она резко стала тускнуть. Сразу было сделано предположение, что ядро кометы начало распадаться. К наблюдениям подключили космический телескоп "Хаббл", который подтвердил - комета  C/2019 Y4 (ATLAS) развалилась на фрагменты.

Как считают ученые, распад кометы при столь быстром росте ее яркости неудивителен. При подлете к Солнцу C/2019 Y4 начала выбрасывать в окружающее пространство большое количество летучих веществ в замороженном виде. Активный выброс газов, вероятно, способствовал ее распаду на десятки частей. И по всей видимости такое поведение является закономерностью для большинства ядер комет.

Картина дня

))}
Loading...
наверх