Az Univerzum 5 életciklusa: melyik szakaszban élünk?

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Bolygónkon minden élőlény megszületik, érik, megöregszik és végül meghal. Mindezek a törvények a Földön kívül is érvényesek – a csillagok, a naprendszerek és a galaxisok is elpusztulnak az idő múlásával.

A különbség csak az időben létezik – ami neked és nekem örökkévalóságnak tűnik, az Univerzum mércéje szerint, az teljes nonszensz. De mi a helyzet magával az univerzummal? Mint tudják, az ősrobbanás után született 13, 8 milliárd évvel ezelőtt, de mi történik most vele? Mi az Univerzum életciklusa, és miért különböztetik meg a kutatók fejlődésének öt szakaszát?

Az univerzum öt évszázada

A csillagászok úgy vélik, hogy az evolúció öt szakasza kényelmes módja annak, hogy az univerzum hihetetlenül hosszú élettartamát ábrázolják. Abban az időben, amikor a látható Univerzumnak csak 5%-át ismerjük (a fennmaradó 95%-ot titokzatos sötét anyag foglalja el, amelynek létezését még bizonyítani kell), meglehetősen nehéz megítélni az evolúcióját. Ennek ellenére a kutatók megpróbálják megérteni az Univerzum múltját és jelenét a tudomány és az emberi gondolkodás elmúlt két évszázad vívmányainak egyesítésével.

Ha olyan szerencséd van, hogy egy holdtalan éjszakán tiszta égbolt alatt találod magad egy sötét helyen, akkor ha felnézel, csodálatos űrtáj vár rád. Közönséges távcsővel csillagok és átfedő fényfoltok elképesztő látképe látható. Az ezekből a csillagokból származó fény hatalmas kozmikus távolságok leküzdésével jut el bolygónkra, és a téridőn keresztül jut el a szemünkig. Ez a kozmológiai korszak univerzuma, amelyben élünk. Csillagkorszaknak hívják, de van még négy másik.

Az univerzum múltjának, jelenének és jövőjének megtekintésére és megvitatására számos mód létezik, de ezek egyike jobban felkeltette a csillagászok figyelmét, mint mások. Az első könyv az Univerzum öt évszázadáról 1999-ben jelent meg "Az Univerzum öt korszaka: Az örökkévalóság fizikájában" címmel. (utoljára 2013-ban frissítve). A könyv szerzői, Fred Adams és Gregory Laughlin mind az öt évszázadnak címet adtak:

• Primitív korszak
• Csillagos korszak
• Degeneratív korszak
• A fekete lyukak korszaka
• Sötét korszak

Meg kell jegyezni, hogy nem minden tudós támogatja ezt az elméletet. Ennek ellenére sok csillagász úgy találja, hogy az ötlépcsős felosztás hasznos módja egy ilyen szokatlanul sok idő megvitatásának.

Primitív korszak

Az univerzum primitív korszaka egy másodperccel az Ősrobbanás után kezdődött. Az első, nagyon rövid idő alatt a téridő és a fizika törvényei, ahogy a kutatók úgy vélik, még nem léteztek. Ezt a furcsa, felfoghatatlan intervallumot Planck-korszaknak nevezik, a feltételezések szerint 1044 másodpercig tartott. Azt is fontos figyelembe venni, hogy a Planck-korszakra vonatkozó feltevések közül sok az általános relativitáselmélet és a kvantumelmélet hibridjén, az úgynevezett kvantumgravitációs elméleten alapul.

Az ősrobbanás utáni első másodpercben megindult az infláció – az univerzum hihetetlenül gyors tágulása. Néhány perc múlva a plazma hűlni kezdett, és szubatomi részecskék kezdtek képződni és összetapadni. 20 perccel az Ősrobbanás után - egy szuperforró, termonukleáris univerzumban - atomok keletkeztek. A lehűlés gyors ütemben ment végbe, mígnem 75% hidrogén és 25% hélium maradt az univerzumban, ami hasonló ahhoz, ami ma a Napon történik. Körülbelül 380 000 évvel az ősrobbanás után az univerzum eléggé lehűlt ahhoz, hogy kialakuljanak az első stabil atomok, és létrejöjjön a kozmikus háttér mikrohullámú sugárzás, amit a csillagászok kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásnak neveznek.

Csillagos korszak

Te és én egy csillagkorszakot élünk – ebben az időben az Univerzumban létező anyag nagy része csillagok és galaxisok formájában van jelen. Az univerzum első csillagai – nemrégiben meséltünk felfedezéséről – hatalmasak voltak, és szupernóvák formájában fejezték be életüket, ami sok más, kisebb csillag kialakulásához vezetett. A gravitációs erőtől hajtva közeledtek egymáshoz, hogy galaxisokat alkossanak.

A csillagkorszak egyik axiómája, hogy minél nagyobb a csillag, annál gyorsabban égeti el energiáját, majd meghal, általában néhány millió év alatt. A kisebb csillagok, amelyek lassabban fogyasztanak energiát, tovább maradnak aktívak. A tudósok azt jósolják, hogy például a Tejútrendszer galaxisunk körülbelül 4 milliárd éven belül összeütközik és egyesül a szomszédos Androméda galaxissal, és újat alkot. A naprendszerünk egyébként túléli ezt az egyesülést, de elképzelhető, hogy a nap sokkal korábban meghal.

A degeneráció korszaka

Ezt követi a degeneráció (degeneráció) korszaka, amely körülbelül 1 kvintimillió évvel az ősrobbanás után kezdődik és utána 1 duodecillionig tart. Ebben az időszakban a ma látható összes csillagmaradvány uralni fogja az Univerzumot. Valójában az űr tele van halvány fényforrásokkal: fehér törpékkel, barna törpékkel és neutroncsillagokkal. Ezek a csillagok sokkal hidegebbek és kevesebb fényt bocsátanak ki. Így a degeneráció korszakában az univerzum meg lesz fosztva a látható spektrum fényétől.

Ebben a korszakban a kis barna törpék megragadják a rendelkezésre álló hidrogén nagy részét, és a fekete lyukak nőnek, nőnek és nőnek, a csillagok maradványaiból táplálkozva. Ha nincs elég hidrogén a környéken, az univerzum idővel homályosabbá és hidegebbé válik. Ekkor azok a protonok, amelyek az Univerzum kezdetétől léteztek, elkezdenek meghalni, feloldva az anyagot. Ennek eredményeként a legtöbb szubatomi részecske, a Hawking-sugárzás és a fekete lyukak az univerzumban maradnak.

A Hawking-sugárzás egy feltételezett folyamat, amelynek során egy fekete lyuk különféle elemi részecskéket, főleg fotonokat bocsát ki; Stephen Hawking brit elméleti fizikusról nevezték el.

A fekete lyukak korszaka

Jelentős ideig a fekete lyukak uralják majd az univerzumot, magukba vonva a tömeg és az energia maradványait. Azonban végül elpárolognak, bár nagyon lassan.

A könyv szerzői a Big Think szerint úgy vélik, hogy amikor a fekete lyukak végre elpárolognak, egy kis fény villan fel – ez az egyetlen megmaradt energia az univerzumban. Ezen a ponton az univerzum szinte történelem lesz, csak alacsony energiájú, nagyon gyenge szubatomi részecskéket és fotonokat tartalmaz.

Sötét korszak

Végül az űrben sodródó elektronok és pozitronok ütköznek egymással, és néha proitronium atomokat képeznek. Ezek a struktúrák instabilok, azonban az őket alkotó részecskék végül megsemmisülnek. Az egyéb alacsony energiájú részecskék további pusztítása folytatódni fog, bár nagyon lassan. De ma este nézzen a csillagokkal teli éjszakai égboltra, és ne aggódjon semmi miatt – sokáig nem fognak menni sehova, és a jövőben megváltozhat az Univerzumról és az időről alkotott képünk.