5 livssykluser i universet: hvilket stadium lever vi i?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Alle levende ting på planeten vår blir født, modnes, blir eldre og dør til slutt. Alle disse lovene gjelder også utenfor jorden – stjerner, solsystemer og galakser går også til grunne over tid.

Forskjellen eksisterer bare i tid - det som for deg og meg virker som evighet, etter universets standarder, er fullstendig tull. Men hva med selve universet? Som du vet ble hun født etter Big Bang for 13, 8 milliarder år siden, men hva skjer med henne nå? Hva er livssyklusen til selve universet og hvorfor skiller forskerne fem stadier av dets utvikling?

Fem århundrer av universet

Astronomer mener at fem utviklingsstadier er en praktisk måte å representere universets utrolig lange levetid. Enig, i en tid da vi bare kjenner 5% av det synlige universet (de resterende 95% er okkupert av mystisk mørk materie, hvis eksistens ennå ikke er bevist), er det ganske vanskelig å bedømme utviklingen. Likevel prøver forskere å forstå universets fortid og nåtid ved å kombinere prestasjonene til vitenskap og menneskelig tanke fra de siste to århundrene.

Hvis du er heldig nok til å finne deg selv under en klar himmel på et mørkt sted på en måneløs natt, så når du ser opp, venter et storslått romlandskap på deg. Med en vanlig kikkert kan du se en forbløffende skyline av stjerner og lysflekker som overlapper hverandre. Lys fra disse stjernene når planeten vår og overvinner enorme kosmiske avstander og går til øynene våre gjennom rom-tid. Dette er universet til den kosmologiske epoken vi lever i. Det kalles stjernetiden, men det er fire andre.

Det er mange måter å se og diskutere universets fortid, nåtid og fremtid på, men en av dem har tiltrukket seg oppmerksomheten til astronomer mer enn andre. Den første boken om fem århundrer av universet ble utgitt i 1999, med tittelen "Five Ages of the Universe: Inside the Physics of Eternity." (sist oppdatert i 2013). Forfatterne av boken, Fred Adams og Gregory Laughlin, ga en tittel til hvert av de fem århundrene:

• Primitiv tid
• Stjerneklar tid
• Degenerativ epoke
• Era med svarte hull
• Mørk tid

Det skal bemerkes at ikke alle forskere er tilhengere av denne teorien. Ikke desto mindre synes mange astronomer at femtrinnsdelingen er en nyttig måte å diskutere så uvanlig mye tid på.

Primitiv tid

Den primitive epoken av universet begynte et sekund etter Big Bang. I løpet av den første, svært lille tidsperioden, eksisterte ikke rom-tid og fysikkens lover, som forskerne tror, ennå. Dette merkelige, uforståelige intervallet kalles Planck-tiden, det antas at det varte i 1044 sekunder. Det er også viktig å ta med i betraktningen at mange av antakelsene om Planck-tiden er basert på en hybrid av generell relativitet og kvanteteorier, kalt teorien om kvantetyngdekraften.

I det første sekundet etter Big Bang begynte inflasjonen – en utrolig rask utvidelse av universet. Etter noen minutter begynte plasmaet å avkjøles, og subatomære partikler begynte å dannes og feste seg sammen. 20 minutter etter Big Bang – i et supervarmt, termonukleært univers – begynte det å dannes atomer. Avkjølingen gikk i et raskt tempo inntil 75 % hydrogen og 25 % helium var igjen i universet, noe som ligner på det som skjer på Sola i dag. Omtrent 380 000 år etter Big Bang kjølte universet seg ned nok til å danne de første stabile atomene og lage en kosmisk bakgrunnsmikrobølgestråling, som astronomer kaller den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen.

Stjerneklar tid

Du og jeg lever i en stjerneæra - på dette tidspunktet tar det meste av materien som eksisterer i universet form av stjerner og galakser. De første stjernene i universet – vi fortalte deg nylig om oppdagelsen – var enorme og endte livene deres i form av supernovaer, noe som førte til dannelsen av mange andre, mindre stjerner. Drevet av tyngdekraften nærmet de seg hverandre for å danne galakser.

Et av aksiomene til stjernetiden er at jo større stjernen er, jo raskere brenner den av energien og dør, vanligvis i løpet av bare et par millioner år. Mindre stjerner som forbruker energi saktere forblir aktive lenger. Forskere spår at Melkeveisgalaksen vår, for eksempel, vil kollidere og slå seg sammen med nabogalaksen Andromeda om omtrent 4 milliarder år for å danne en ny. Solsystemet vårt kan forresten overleve denne sammenslåingen, men det er mulig at solen vil dø mye tidligere.

Degenerasjonens tid

Dette etterfølges av degenerasjonstiden (degenerasjon), som vil begynne omtrent 1 kvintillion år etter Big Bang og vil vare opptil 1 duodesillion etter det. I løpet av denne perioden vil alle restene av stjerner som er synlige i dag dominere universet. Faktisk er verdensrommet fullt av svake lyskilder: hvite dverger, brune dverger og nøytronstjerner. Disse stjernene er mye kaldere og sender ut mindre lys. Dermed vil universet i degenerasjonens tid bli fratatt lys i det synlige spekteret.

I løpet av denne epoken vil små brune dverger holde på det meste av det tilgjengelige hydrogenet, og sorte hull vil vokse, vokse og vokse, og livnære seg på restene av stjerner. Når det ikke er nok hydrogen rundt, vil universet bli mørkere og kaldere over tid. Da vil protonene som har eksistert helt fra begynnelsen av universet begynne å dø, og løse opp materie. Som et resultat vil de fleste av de subatomære partiklene, Hawking-stråling og sorte hull forbli i universet.

Hawking-stråling er en hypotetisk prosess med emisjon fra et sort hull av ulike elementærpartikler, hovedsakelig fotoner; oppkalt etter den britiske teoretiske fysikeren Stephen Hawking.

Tiden med svarte hull

I en betydelig periode vil sorte hull dominere universet, og trekke inn restene av masse og energi. Imidlertid vil de etter hvert fordampe, om enn veldig sakte.

Forfatterne av boken tror, ifølge Big Think, at når de sorte hullene endelig fordamper, vil det være et lite lysglimt – den eneste gjenværende energien i universet. På dette tidspunktet vil universet være nesten historie, og inneholde bare lavenergi, svært svake subatomære partikler og fotoner.

Mørk tid

Til slutt vil elektroner og positroner som driver gjennom rommet kollidere med hverandre, noen ganger danne proitroniumatomer. Disse strukturene er ustabile, men deres bestanddeler vil til slutt bli ødelagt. Ytterligere ødeleggelse av andre lavenergipartikler vil fortsette, om enn veldig sakte. Men i kveld se inn i nattehimmelen full av stjerner og ikke bekymre deg for noe - de vil ikke gå noe sted på veldig lang tid, og vår forståelse av universet og tiden kan endre seg i fremtiden.