Przyszłość wszechświata

Przyszłość Wszechświata jest kwestią rozważaną w ramach kosmologii fizycznej. Różne teorie naukowe przewidywały wiele możliwych opcji na przyszłość, wśród których są opinie zarówno o zniszczeniu, jak io nieskończonym życiu Wszechświata..

Po tym, jak większość naukowców zaakceptowała teorię tworzenia Wszechświata przez Wielki Wybuch i jego późniejszą szybką ekspansję, przyszłość Wszechświata stała się kwestią kosmologii widzianą z różnych punktów widzenia w zależności od fizycznych właściwości Wszechświata: jego masy i energii, średniej gęstości i szybkości ekspansji.

Wszechświat nadal ewoluuje w naszych czasach, gdy jego części ewoluują. Czas tej ewolucji dla każdego typu obiektu zmienia się o ponad rząd wielkości. A kiedy kończy się życie obiektów tego samego typu, dla innych wszystko dopiero się zaczyna. Pozwala to przełamać ewolucję wszechświata w epoki. Ostateczna forma łańcucha ewolucyjnego zależy jednak od szybkości i przyspieszenia ekspansji: przy jednolitym lub prawie jednolitym tempie ekspansji wszystkie etapy ewolucji zostaną zakończone i wszystkie rezerwy energii zostaną wyczerpane. Ten rozwój nazywany jest śmiercią cieplną..

Jeśli prędkość zwiększa wszystko, to od pewnego momentu siła rozszerzająca Wszechświat najpierw przekroczy siły grawitacyjne trzymające galaktyki w gromadach. Galaktyki i gromady gwiazd rozpadną się za nimi. I wreszcie, najbardziej zbliżone układy gwiezdne będą ostatnie, które ulegną rozkładowi. Po pewnym czasie siły elektromagnetyczne nie będą w stanie utrzymać mniejszych obiektów od upadku planety. Świat znów będzie istniał jako pojedyncze atomy. W następnym etapie zanikną również poszczególne atomy. To, co następuje po tym, jest niemożliwe do stwierdzenia na pewno: na tym etapie nowoczesna fizyka przestaje działać.

Powyższy scenariusz to scenariusz Big Break..

Istnieje również odwrotny scenariusz - duża kompresja. Jeśli ekspansja wszechświata zwolni, to w przyszłości się zatrzyma i rozpocznie się kompresja. Ewolucja i wygląd Wszechświata zostaną określone przez epoki kosmologiczne do czasu, gdy jego promień będzie pięciokrotnie mniejszy niż promień współczesny. Wtedy wszystkie gromady we Wszechświecie tworzą pojedynczą megakumulację, jednak galaktyki nie utracą swojej indywidualności: w nich również narodzą się gwiazdy, wybuchną supernowe i prawdopodobnie życie biologiczne się rozwinie. Wszystko to dobiegnie końca, gdy Wszechświat zostanie naciśnięty jeszcze 20 razy i będzie 100 razy mniejszy niż obecnie; w tym momencie wszechświat będzie jedną wielką galaktyką.

Temperatura tła reliktowego osiągnie 274 K i zacznie topić lód na planetach podobnych do Ziemi. Dalsza kompresja doprowadzi do tego, że promieniowanie reliktowego tła zaćmienie nawet centralne ciało układu planetarnego, wypalając ostatnie pędy życia na planetach. Wkrótce potem same gwiazdy i planety wyparują lub zostaną rozerwane na strzępy. Stan wszechświata będzie podobny do tego, jaki był w pierwszych momentach jego powstania. Dalsze wydarzenia będą przypominać te, które miały miejsce na początku, ale przewijane do tyłu: atomy rozpadają się na jądra atomowe i elektrony, promieniowanie zaczyna dominować, a następnie jądra atomowe zaczynają rozpadać się na protony i neutrony, a następnie protony i neutrony rozpadają się na oddzielne kwarki, jest wielki związek. W tym momencie, podobnie jak w momencie Wielkiego Wybuchu, znane nam prawa fizyki przestają działać i nie można przewidzieć przyszłych losów Wszechświata..

Epoki kosmologiczne
Wprowadzamy pojęcie dekady kosmologicznej (η) jako dziesiętny wykładnik wieku Wszechświata w latach:

G = 10 ^ η

Wiek gwiazd (6<η<14) Нынешняя эпоха, эпоха активного рождения звёзд, закончится ровно в тот момент, когда галактики исчерпают все запасы межзвёздного газа; в это же время закончат свой путь и маломассивные звёзды - красные карлики, - полностью исчерпав свои источники горения. Гораздо раньше потухнет Солнце. Но сначала оно превратится в красного гиганта, поглотив Меркурий и, вероятно, Венеру. Земля же, если не разделит их судьбу, раскалится настолько, что может быть похожа на нынешнюю планету COROT-7b и представлять собой сгусток лавы на дневной стороне. Эпоха распада (15<η<39) Если в предыдущей стадии основные объекты Вселенной - звёзды, подобные нашему Солнцу, то в эпоху распада - белые и коричневые карлики, и совсем немного нейтронных звёзд и чёрных дыр. Обычных звёзд нет вообще, они все дошли до конечного этапа своей эволюции: белые карлики, нейтронные звёзды, чёрные дыры. Если в прошлой стадии горение водорода было самым распространённым процессом, то в эту эпоху его место в коричневых карликах, да и идет оно гораздо медленнее. Ныне главенствуют процессы аннигиляции тёмной материи и распад протонов. Галактики также сильно отличаются от нынешних: все звёзды уже неоднократно сталкивались друг с другом. Да и размер галактик значительно больше: все галактики, входящие в состав локального скопления, слились в одну. Эпоха чёрных дыр (40<η101)
Tym razem już bez żadnych źródeł energii. Przetrwały tylko resztkowe produkty wszystkich procesów zachodzących w ostatnich dziesięcioleciach: fotony o ogromnej długości fali, neutrina, elektrony i pozytony. Temperatura szybko zbliża się do zera bezwzględnego. Od czasu do czasu pozytony i elektrony tworzą niestabilne atomy pozytronu, a ich długoterminowy los jest całkowitym unicestwieniem..