Sim, claro, isso provavelmente não nos diz respeito. Não temos certeza de nada pelos próximos 50 anos, e não temos ideia do que vai acontecer, o que podemos dizer lá nos próximos anos.
Mas ainda me pergunto como vai ser lá? Como tudo vai se transformar em uma "bacia de cobre"?
O Universo é um objeto global que inclui tempo, espaço e todos os seus conteúdos: galáxias, estrelas, planetas, suas luas, todos os outros corpos, toda matéria, toda energia. Este objeto enorme e maravilhoso nasceu uma vez. Como todas as coisas boas, o universo também tem seu fim. Com o passado e a origem do Universo, os cientistas parecem ter decidido. Mas as previsões sobre o fim do Universo continuam sendo um conjunto de teorias que produzem resultados diferentes dependendo dos valores aceitos de várias constantes.
Nascimento e vida
A teoria dominante da origem do universo na ciência moderna é o Big Bang. Se extrapolarmos a expansão aparente do Universo, 13.799 ± 0.021 bilhões de anos atrás, toda a matéria estava em um ponto de tamanho zero com densidade e temperatura infinitas. Então a expansão começou. Poucos dos processos subsequentes estão dentro da compreensão total da física moderna.
Em picossegundos, partículas elementares foram geradas a partir do plasma quark-gluon. Subseqüentemente, prótons e nêutrons foram formados a partir deles, que por sua vez deram núcleos de isótopos leves. Até agora, apenas os núcleos - a matéria está longe dos átomos.
Após 70 mil anos do ponto de partida, a matéria começa a dominar a radiação. Cerca de 380 mil anos após o Big Bang, os elétrons e núcleos formaram átomos neutros pela primeira vez. As estrelas ainda não existem. Os primeiros são formados 550 milhões de anos após o Big Bang. Estrelas se reúnem em galáxias. Os últimos são formados por interação gravitacional em aglomerados.
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De acordo com a hipótese nebular, ≈9 bilhões de anos após o Big Bang (ou ≈4.6 bilhões de anos atrás), o que mais tarde se tornaria o sistema solar começou a se formar a partir de uma nuvem de gás e poeira. Um fragmento da nuvem desmoronou em uma bola no centro, as partes circundantes também desmoronaram e giraram mais rápido, formando um disco característico. Nossa estrela iluminou-se da bola, planetas formados nas regiões frias no espessamento da matéria.
Nesta breve descrição, estamos interessados na possibilidade de prever por quanto tempo o Sol ainda pode existir. 13,799 bilhões de anos depois que tudo começou, temos uma Terra azul, vida e pornografia gratuita em redes de dados. A ordem de vida conveniente para nós existirá por muito tempo, mas apenas para os padrões humanos.
Daqui a 2,4 bilhões de anos, a Via Láctea e a Galáxia de Andrômeda entrarão em colisão. Não haverá ninguém para observá-lo da Terra. A vida em nosso planeta morrerá em cerca de um bilhão de anos - o Sol fornecerá muito calor e os oceanos simplesmente evaporarão. A própria estrela vai durar muito tempo.
O ciclo de vida do sol.
Em bilhões de anos, o Sol já será uma gigante vermelha que há muito esgotou suas reservas de hidrogênio combustível. Ele se expandirá aproximadamente 250 vezes. Alguns estudos mostram que antes de se transformar em uma anã branca, o Sol ainda irá capturar a Terra, pois a órbita do planeta irá afundar mais. No entanto, não importa - em 7,6 bilhões de anos, quando isso acontecer, não haverá nada vivo em nosso planeta. O sol brilhará por bilhões de anos mais, mas muito mais escuro. Eventualmente, ele se transformará em uma anã negra. Em outro bilhão de anos, a gravidade de outras estrelas levará embora os planetas restantes. O sistema solar deixará de existir.
Nas próximas centenas de milhões de anos, não há necessidade de se preocupar com a morte da Terra - durante este período, o sistema solar é estável. Queimar o combustível de uma estrela próxima daqui a bilhões de anos não é nem mesmo um problema. A humanidade moderna tem tarefas reais que ameaçam deteriorar significativamente a qualidade de vida. São muitos: desde os antibióticos que param de funcionar devido ao aparecimento de superbactérias até às alterações climáticas globais devido à libertação de gases com efeito de estufa. Finalmente, existe o perigo banal de desencadear uma guerra termonuclear ou de nos destruir de alguma outra forma.
Talvez nossos descendentes mudem a órbita da Terra ou até mesmo migrem dela. Talvez a Terra sobreviva a este processo sem ajuda desnecessária. Mas que problemas enfrentará a pós-humanidade, que deixará o "berço da civilização"? O que aguarda outras formas de vida extraterrestre? A questão do destino final do Universo está na fronteira da ciência cosmológica moderna.
Compressão
O universo está se expandindo, as galáxias estão se dispersando umas das outras. Talvez a taxa de expansão diminua, chegue a zero e depois vá na direção oposta. O universo pode começar a encolher, gradualmente desmoronando em buracos negros. E esses buracos negros se fundirão em um só. Essa hipótese é chamada de "Grande Compressão".
Na lei de Hubble, o estado de expansão do Universo é determinado por sua densidade. Se a densidade estiver abaixo do crítico, o Universo continuará a crescer em tamanho e esfriar. Se a densidade do Universo for mais alta, então a força gravitacional irá gradualmente interromper o espalhamento e direcioná-lo para trás. O universo encolherá.
O colapso será diferente da expansão original. Enormes aglomerados de galáxias convergirão e, em seguida, galáxias inteiras começarão a se fundir. Em algum ponto, as estrelas chegarão tão próximas umas das outras que colidirão com frequência. As estrelas não serão capazes de dissipar o calor gerado e começarão a explodir, deixando um gás quente e não homogêneo. Devido ao aumento da temperatura, seus átomos se decomporão em partículas elementares, que serão absorvidas por buracos negros coalescentes. A hipótese não indica qual será o final.
Existe outra hipótese de continuação - o Big Bounce. A formulação simples diz que o Universo está passando por ciclos de Big Bang e Big Compression. Talvez este Universo tenha surgido como resultado do colapso do anterior. Isso significa que vivemos em um dos pontos de um ciclo interminável de contrações e explosões. Porém, sua numeração não faz sentido devido à passagem do ponto de singularidade. Algumas teorias afirmam que a Grande Compressão resultará no mesmo estado que deu início a tudo. Outro Big Bang vai acontecer. O ciclo continuará indefinidamente.
Mas as últimas observações experimentais de supernovas distantes como objetos de luminosidade padrão e a compilação de um mapa de radiação de relíquia mostram que a expansão não diminui, mas apenas acelera.
Expansão
The Great Rip sugere que em algum momento no futuro, toda a matéria no universo, estrelas e galáxias, partículas subatômicas, espaço e o próprio tempo serão dilacerados pela taxa de expansão. O cenário dessa morte diz que 60 milhões de anos antes do final, a Via Láctea se desintegrará e, em três meses, o trabalho do sistema solar será interrompido. Meia hora antes do Big Rip, a Terra (ou um planeta semelhante) entrará em colapso; em um nanossegundo, os átomos começarão a colapsar. Segundo a hipótese, tudo isso acontecerá somente após 22 bilhões de anos, após a extinção do Sol em uma anã branca.
No entanto, a teoria mais popular permanece em expansão constante e a resultante morte por calor.
Em bilhões de anos, as estrelas se extinguirão. Anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros nascerão de seus restos mortais. Daqui a 150 bilhões de anos a partir do momento atual, com a mesma aceleração da recessão galáctica, todas as galáxias fora do Grupo Local irão além do horizonte cosmológico. Os eventos no Grupo Local não serão capazes de influenciar os eventos em galáxias distantes de forma alguma, e vice-versa. Ao observar uma galáxia distante, o tempo vai desacelerar e então simplesmente parar. Em outras palavras, depois de 150 bilhões de anos, um observador no Grupo Local nunca verá eventos em galáxias distantes. Não haverá mais voos para eles ou qualquer forma de comunicação será possível.
Após 800 bilhões de anos, a luminosidade do Grupo Local diminuirá visivelmente. As estrelas que envelhecem emitem cada vez menos luz, as anãs vermelhas se transformam em brancas. Daqui a 2 trilhões de anos, devido ao redshift, galáxias distantes serão impossíveis de detectar de qualquer forma: até mesmo os comprimentos de onda de seus raios gama serão maiores do que o tamanho do universo observável.
Em 100 trilhões de anos, a formação de estrelas terminará, seus remanescentes brilharão fracamente no espaço. Depois que a última estrela se extinguir, o espaço será ocasionalmente iluminado por explosões de fusões de duas anãs brancas. Após 1015 anos, os planetas cairão sobre os remanescentes de suas estrelas anteriores ou irão para outros corpos. Da mesma forma, em 1019-1020 anos, os objetos deixarão as galáxias. Uma pequena parte dos objetos cairá em um buraco negro supermassivo.
O desenvolvimento posterior depende se o próton é estável ou não. Alguns experimentos afirmam que a meia-vida mínima de um próton é de 1.034 anos. Se for realmente assim, em 1040 anos quase apenas léptons e fótons permanecerão no Universo. Restos de estrelas desaparecerão, apenas os buracos negros permanecerão. Talvez o processo de morte do núcleo leve mais tempo.
Em 1.0100 anos a partir do momento atual, os buracos negros irão evaporar pela radiação Hawking. Finalmente, o universo estará quase completamente vazio. Fótons, neutrinos, elétrons e pósitrons voarão nele, ocasionalmente colidindo.
Se os prótons forem estáveis, então após 101500 fusão a frio e tunelamento quântico, os núcleos leves se transformarão em átomos de ferro 56 Fe. Elementos mais pesados do que este isótopo irão decair com a emissão de partículas alfa. Em 101026 anos, o tunelamento quântico transformará grandes objetos em buracos negros. Talvez estrelas de ferro se transformem em estrelas de nêutrons daqui a 101076 anos.
Existe a possibilidade de que em 10101056 anos as flutuações quânticas dêem origem a um novo Big Bang. Embora neste vácuo até mesmo uma criatura racional possa nascer: uma estimativa aproximada do tempo de nascimento do cérebro de Boltzmann é uma vez a cada 101050 anos.
Existem outras hipóteses mais exóticas. Por exemplo, em 2010, os cientistas previram que em cinco bilhões de anos o tempo acabaria. Este evento será difícil de ver ou de alguma forma prever, promete ser repentino. O espaço pode acabar devido ao colapso de um falso vácuo em um verdadeiro, em um estado de energia inferior, o que, possivelmente, acarretará na destruição completa dos objetos no Universo.
Todas essas hipóteses são projetadas para as realidades atuais de uma equação de estado simples para a energia escura. Como o nome sugere, pouco se sabe sobre a energia escura. Se o modelo inflacionário do Universo estiver correto, então nos primeiros momentos após o Big Bang, outras formas de energia escura existiram. Talvez a equação de estado mude. As conclusões que podem ser tiradas disso mudarão. É difícil prever o que aprenderemos sobre a energia escura se ela se desenvolveu apenas no final do século passado.
Aqui está outra versão do físico teórico Joseph Lykken, do National Accelerator Laboratory. Fermi. Na conferência anual da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS), ele apresentou a teoria da morte de todo o universo.
O pesquisador disse que o estudo das propriedades do bóson de Higgs descoberto confirma a hipótese da instabilidade do universo. Isso significa que mais cedo ou mais tarde ele pode deixar de existir completamente na forma em que o conhecemos.
A culpa foi da massa da "partícula de Deus", estabelecida pelos detectores do Large Hadron Collider (LHC) - 126 gigaeletronvolts.
Quando Peter Higgs previu a existência de um bóson elementar em 1964, sua massa teórica poderia estar em uma ampla faixa de 114 a várias centenas de gigaeletronvolts. Mas o resultado obtido acabou por ser naquela zona fronteiriça, abaixo da qual se admite a suposição do chamado "falso" vácuo.
Simplificando, com essas propriedades de uma partícula subatômica instável, o vácuo no Universo pode não ser tão vazio como comumente se pensa. Se assumirmos que ele realmente possui uma certa quantidade de energia, então com certa probabilidade um vácuo "vazio" real pode aparecer aleatoriamente em alguma região do espaço.
“Em determinado momento, devido às flutuações quânticas, uma pequena bolha de vácuo dará origem a um universo alternativo”, explica Likken. "Devido ao seu baixo nível de energia, ele se expandirá na velocidade da luz, absorvendo tudo ao seu redor."
Na verdade, estamos falando de um novo Big Bang e da substituição de uma geração do Universo por outra. Mas você não deve estocar sal e fósforos. Primeiro, a "versão" do espaço sideral que nos rodeia revelou-se estável o suficiente para sobreviver por 13,5 bilhões de anos. Se ocorrer uma catástrofe, ela acontecerá há muito, muito tempo. Em segundo lugar, a expansão da bolha hipotética ocorrerá com a velocidade máxima possível, o que significa que não será possível prever o fim do mundo, e acontecerá de forma inesperada e completamente invisível para todos os seres vivos.
