Життя Всесвіту завершиться грандіозним феєрверком
Опубликованно 15.08.2020 04:00
В неймовірно далекому майбутньому холодні зоряні залишки, відомі як чорні карлики, почнуть вибухати вражаючою серією наднових, що стане останнім феєрверком всіх часів. Такий висновок нового дослідження, яке стверджує, що Всесвіт зазнає серію вибухів, перш ніж згасне назавжди.
Астрономи давно задумалися про кінець Всесвіту. Відомі закони фізики припускають, що приблизно через 10100 років (перша цифра після 100 нулів) народження зірок припиниться, галактики потемніють, і навіть чорні діри випаруються в результаті процесу, відомого як випромінювання Хокінга, залишаючи мало більше, ніж прості субатомні частинки і енергія. Розширення простору охолодить цю енергію майже до 0 кельвінів, або абсолютного нуля, сигналізуючи про теплової смерті Всесвіту і повної ентропії.
Але, проводячи цієї весни уроки астрофізики, фізик-теоретик Мет Каплан з Університету штату Іллінойс усвідомив, що доля останньої групи сутностей ніколи не була пояснена. Після вичерпання свого термоядерного палива зірки з малою масою, такі як Сонце, не спалахують драматичними надновими; скоріше, вони повільно скидають свої зовнішні шари і залишають після себе розпечене ядро розміром з Землю, відоме як білий карлик.
"По суті, це сковороди, зняті з плити", - каже Каплан.
Нищівний гравітаційний вага білих карликів врівноважується силою, званої тиском виродження електронів. Стисніть електрони разом, і закони квантової механіки не дозволять їм зайняти одне і те ж стан, дозволяючи їм відштовхуватися і утримувати масу залишку.
Частинки білого карлика залишаються замкнутими в кристалічній решітці, яка випромінює тепло протягом трильйонів років, що набагато довше, ніж нинішній вік Всесвіту. Але з часом ці реліквії застигають і перетворюються в чорних карликів.
Оскільки чорним карликам не вистачає енергії для запуску ядерних реакцій, всередині них мало що відбувається. Для синтезу необхідні заряджені атомні ядра, щоб подолати могутнє електростатичне відштовхування і злитися. Тим не менш, протягом довгих періодів часу квантова механіка дозволяє частинкам тунелювати через енергетичні бар'єри, а це означає, що синтез може відбуватися, хоча і з надзвичайно низькою швидкістю.
Коли атоми, такі як кремній і нікель, поєднуються з залізом, вони виробляють позитрони, античастицу електрона. Ці позитрони дуже повільно зруйнували б частина електронів в центрі чорного карлика і послабили б його тиск виродження. Для зірок, маса яких приблизно в 1,2–1,4 рази більше маси Сонця - близько 1% всіх зірок у Всесвіті сьогодні - це послаблення в кінцевому підсумку призведе до катастрофічного гравітаційному колапсу, який викличе колосальний вибух, подібний наднових зірок з більш високою масою, повідомляє Каплан.
Вчений каже, що драматичні вибухи почнуть відбуватися приблизно через 101100 років, число, яке людський мозок чи може зрозуміти. Вибухи будуть тривати до 103200 років.
Мандрівник у часі, сподівається стати свідком цього останнього космічного явища, буде розчарований. До початку цієї ери таємнича субстанція, діюча на противагу гравітації, звана темною енергією, рознесе все у Всесвіті на частини настільки, що кожен окремий чорний карлик буде оточений безмірної темрявою: наднові зірки будуть навіть непомітні один для одного.
Фактично, Каплан показав, що до того часу радіус спостережуваного Всесвіту зросте приблизно на е10 ^ 1100 (де «е» приблизно дорівнює 2,72), що набагато більше, ніж у будь-якого з наведених вище. "Це найбільше число, з яким мені коли-небудь доведеться серйозно працювати в своїй кар'єрі", - говорить він.
Грегорі Лафлін, астрофізик з Єльського університету, оцінює це дослідження як забавний уявний експеримент. За його словами, цінність споглядання цих приголомшливих часових масштабів полягає в тому, що вони дозволяють вченим розглядати фізичні процеси, яким не вистачило часу, щоб розвернутися в нинішню епоху.
Наприклад, деякі теорії фізики великого об'єднання припускають, що протон в кінцевому підсумку розпадеться. Це розчиняє чорні карлики Каплана задовго до того, як вони вибухнуть. Деякі космологічні моделі висунули гіпотезу про те, що Всесвіт може луснути назад до себе в результаті великого стиснення, що запобіжить фінальне світлове шоу.
Нагадаємо, раніше повідомлялося, що Всесвіт виявилася напрочуд гладкою.Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.
Категория: Новости
