Space Science: Co się stanie, jeśli wszechświat upadnie w wielkim kryzysie?

Co jest bardziej prawdopodobne - że wszechświat rozwinie się na zawsze, lub że skurczy się w wielkim kryzysie, powodując koniec kosmosu? - Mushahid, 16 lat, Chitral, Pakistan.

Około sto lat temu nie wiedzieliśmy nawet, że galaktyki istnieją.

Następnie, w 1910 roku, astronomowie zorientowali się, jak mierzyć odległość do cech zwanych „mgławicami spiralnymi”, które widzieli na niebie. Chociaż wyglądały one jak obłoki gazu w pobliżu nas, naukowcy zdali sobie sprawę, że są to całe galaktyki zawierające miliardy gwiazd, naprawdę daleko.

Prawie jak tylko zrozumieliśmy, czym są galaktyki, odkryliśmy, że wszystkie one oddalają się od siebie, a te, które są dalej, poruszają się szybciej - innymi słowy, wszechświat rozszerza się.

Od tego czasu pojawiło się pytanie: czy wszechświat rozwinie się na zawsze, czy też pewnego dnia nastąpi ponowne „wielkie załamanie”?

Jest powód, dla którego była to zagadka; to dlatego, że grawitacja powinna spowalniać ekspansję. Wszystkie galaktyki ciągną się nawzajem w taki sam sposób, w jaki Ziemia przyciąga nas i sprowadza z powrotem, gdy skaczemy.

Kiedy rzucam piłkę w powietrze, początkowo może iść szybko, ale potem zwalnia, przestaje podnosić się i spada na Ziemię.

Jeśli jednak rzucę go wystarczająco szybko, aby podróżował z prędkością ponad 11 kilometrów na sekundę (to bardzo szybko!), To nigdy nie wróci na Ziemię. Będzie miał tzw. „Prędkość ucieczki” - jest to prędkość, przy której grawitacja Ziemi nie będzie wystarczająco silna, aby ją cofnąć.

Zobacz także: Nowa miara rozszerzającego się wszechświata może prowadzić do „nowej fizyki”

Gdybym był na Księżycu, staje się jeszcze łatwiejszy, ponieważ masa księżyca jest mniejsza: jest prawie 100 razy lżejsza niż Ziemia. Oznacza to, że siła spowodowana grawitacją jest mniejsza, a zatem mogłem rzucać piłką znacznie wolniej, a ona nadal unikałaby grawitacji księżyca. Zrobiłoby to nieco ponad 2 kilometry na sekundę.

Zatem pytanie brzmi: jak ciężkie są wszystkie galaktyki i czy poruszają się wystarczająco szybko od siebie, aby mieć prędkość ucieczki? Jeśli tak, wszechświat rozwinie się na zawsze.

Musieliśmy poczekać do lat 90., kiedy pomiary stały się wystarczająco precyzyjne, aby znaleźć odpowiedź. Odpowiedź była wielką niespodzianką. Kiedy astronomowie w końcu zmierzyli, jak zmienia się ekspansja, odkryli, że grawitacja wcale nie spowalnia jej. W rzeczywistości ekspansja była przyspieszać !

To szalone, ponieważ oznacza to, że grawitacja działa odwrotnie: coś odsuwa galaktyki od siebie. To jest tak dziwne, jakbym rzucił delikatnie piłkę w powietrze i patrzył, jak przyspiesza w kosmos.

Nie wiemy, co powoduje przyspieszenie, ale nadajemy mu nazwę ciemna energia.

Chociaż właściwie nie wiemy, czym jest ciemna energia, możemy teraz odpowiedzieć na pierwotne pytanie - tak, wszechświat rozszerzy się na zawsze i doświadczymy „wielkiego zamrożenia”, a nie „wielkiego kryzysu”.

Zobacz także: Finalna praca badawcza Stephena Hawkinga Przewiduje koniec wszechświata

Galaktyki będą dalej oddalać się od siebie, Wszechświat będzie coraz zimniejszy i chłodniejszy, a ostatecznie wszelkie galaktyki poza naszą lokalną grupą staną się tak słabe i odległe, że w ogóle nie będziemy w stanie ich zobaczyć - ich światła nawet nie będzie w stanie do nas dotrzeć.

Istnieje nawet szansa, że ​​przyspieszenie może stać się tak ekstremalne, że rozerwie naszą galaktykę i ostatecznie rozerwie atomy… niszcząc nas wszystkich. Byłoby to nazywane „dużym zgrzytem”. Najprawdopodobniej jednak zmierzamy do dużego zamrożenia.

Więc wszechświat będzie trwał bardzo długo, ale przyszłość będzie zimna i ciemna.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Tamarę Davis. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.