11 Hämmästyttävää Asiaa, Jotka Tapahtuvat Ennen Maailmankaikkeuden Loppua - Vaihtoehtoinen Näkymä

Sisällysluettelo:

11 Hämmästyttävää Asiaa, Jotka Tapahtuvat Ennen Maailmankaikkeuden Loppua - Vaihtoehtoinen Näkymä
11 Hämmästyttävää Asiaa, Jotka Tapahtuvat Ennen Maailmankaikkeuden Loppua - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: 11 Hämmästyttävää Asiaa, Jotka Tapahtuvat Ennen Maailmankaikkeuden Loppua - Vaihtoehtoinen Näkymä

Video: 11 Hämmästyttävää Asiaa, Jotka Tapahtuvat Ennen Maailmankaikkeuden Loppua - Vaihtoehtoinen Näkymä
Video: MAAILMANKAIKKEUDEN MYSTEERIT | 5 MIELENKIINTOISTA MAAILMANKAIKKEUDEN IHMETTÄ 2024, Saattaa
Anonim

Mikään ei ole ikuista. Ja tietysti myös universumimme kuolee. Huhujen mukaan se tulee olemaan ikuinen laajentuminen ja lopulta kuolema entropiasta. Maailmankaikkeus laajenee ja entropia kasvaa ja kasvaa edelleen, kunnes kaikki, mitä pidämme rakkaana, kuolee. Mutta tämä on mielipide, ja me olemme tutkijoita, joten ihmettelemme, miltä maailmankaikkeuden loppu näyttää? Mitä siihen liittyy? Ei, no, utelias.

Yötaivaalla ei ole tähtiä

150 miljardin vuoden kuluttua yön taivas maapallolla näyttää hyvin erilaiselta. Kun maailmankaikkeus pyrkii lämpökuolemaansa, avaruus laajenee nopeammin kuin valon nopeus. Tiedämme, että valon nopeus on jäykkä nopeudenrajoitin kaikille maailmankaikkeuden kohteille. Mutta tämä koskee vain avaruudessa olevia esineitä, ei itse aika-ajan kangasta. On vaikea selvittää lennossa, mutta aika-ajan kangas laajenee jo nopeammin kuin valon nopeus. Ja tulevaisuudessa siihen liittyy outoja seurauksia.

Image
Image

Koska avaruus itsessään laajenee valoa nopeammin, siellä on kosmologinen horisontti. Jokainen kohde, joka ylittää tämän horisontin, vaatii meitä pystymään tarkkailemaan ja tallentamaan sitä koskevia tietoja käyttämällä valoa nopeammin kulkevia hiukkasia. Mutta sellaisia hiukkasia ei ole. Heti kun esineet lähtevät kosmologisesta horisontista, ne eivät pääse meille. Jokainen yritys ottaa yhteyttä tai olla vuorovaikutuksessa kaukaisen galaksin kanssa tämän horisontin ulkopuolella vaatii meiltä tekniikkaa, joka voi liikkua nopeammin kuin avaruuden laajeneminen itse. Toistaiseksi vain muutama esine on kosmologisen horisontin ulkopuolella. Mutta kun pimeä energia kiihdyttää laajentumista, kaikki on lopulta silmiemme ulottumattomissa.

Mitä tämä tarkoittaa maapallolle? Kuvittele tuijottavan yötaivaalle 150 miljardin vuoden päästä. Ainoa asia, joka näkyy, on muutama tähti, jotka pysyvät kosmologisen horisontin sisällä. Lopulta he myös lähtevät. Yötaivas on täysin kirkas, kuten tabula rasa. Tulevaisuuden tähtitieteilijät eivät pysty todistamaan, että maailmankaikkeudessa on muita esineitä. Kaikki tähdet ja galaksit, jotka näemme nyt, katoavat. Meille vain aurinkokunta pysyy koko maailmankaikkeudessa. Totta, maapallo ei todennäköisesti tottele tätä, mutta enemmän siitä alla.

Mainosvideo:

Elämä auringon kuoleman jälkeen ei katoa

Kaikki tietävät, että tähdet eivät kestä ikuisesti. Heidän eliniänsä alkaa niiden muodostumisesta, jatkuu koko pääjakson vaiheen (joka vastaa suurimman osan tähden elämästä) ja päättyy tähden kuolemaan. Useimmissa tapauksissa tähdet turpoavat muutama sata kertaa normaalikokoonsa päättyen pääjärjestysvaiheen ja nielemällä tämän kanssa kaikki lähellä olevat planeetat.

Image
Image

Planeetoilla, jotka kiertävät tähtiä suurilla etäisyyksillä (järjestelmän "jäätymisviivan" ulkopuolella), nämä uudet olosuhteet voivat tosiasiassa tulla tarpeeksi lämpimiksi tukemaan elämää. Cornellin yliopiston Carl Sagan -instituutin äskettäisen tutkimuksen mukaan tämä tilanne joissakin tähtijärjestelmissä voi kestää miljardeja vuosia ja johtaa täysin uusien maan ulkopuolisen elämän muotojen syntymiseen.

Noin 5,4 miljardin vuoden kuluttua Aurinko poistuu pääjakson vaiheesta. Kun ytimessä oleva vetypolttoaine on käytetty loppuun, sinne kerääntyvän inertin heliumin tuhka tulee epävakaaksi ja romahtaa oman painonsa vaikutuksesta. Tämä johtaa siihen, että ydin lämpenee ja tiheytyy, mikä puolestaan johtaa auringon koon kasvuun - tähti siirtyy "punaisen jättiläisen haaran" vaiheeseen.

Tämä kausi alkaa, kun Aurinkoomme tulee alijätti ja kaksinkertaistuu hitaasti noin puolitoisen miljardin vuoden aikana. Se laajenee nopeammin seuraavien puolen miljardin vuoden ajan, kunnes se on 200 kertaa nykyinen koko ja useita tuhansia kertoja kirkkaampi. Sitten siitä tulee virallisesti punainen jättiläinen ja sen halkaisija on noin 2 AU. e. - Aurinko ylittää Marsin nykyisen kiertoradan.

Maapallo ei selvästikään selviä punaisen jättiläisen ilmestymisestä aurinkokunnassa, kuten Merkurius, Venus tai Mars. Mutta "jäätymisviivan" ulkopuolella, jossa on tarpeeksi kylmä haihtuvien yhdisteiden - veden, ammoniakin, metaanin, hiilidioksidin ja hiilimonoksidin - jäädyttämiseksi, kaasujätit, jääjätit ja kääpiö planeetat pysyvät. Ja täydellinen sula alkaa.

Lyhyesti sanottuna, kun tähti laajenee, sen "asumiskelpoinen vyöhyke" tekee samoin, ulottuen Jupiterin ja Saturnuksen kiertoradoille. Kun näin tapahtuu, aiemmin asumattomasta paikasta - kuten Jupiterin ja Saturnuksen kuut - voi tulla yhtäkkiä asuinpaikka. Sama pätee moniin muihin maailmankaikkeuden tähtiin, joiden on määrä tulla punaisiksi jättiläisiksi kasvaessaan ja kuollessaan.

Kun aurinkomme saavuttaa jättimäisen haaran punaisen vaiheen, sillä on vain 120 miljoonaa vuotta aktiivista elämää. Tämä aika ei riitä uusien elämänmuotojen ilmaantumiseen ja kehittymiseen, joista voi tulla todella monimutkaisia (kuten ihmiset ja muut nisäkäslajit). Mutta äskettäin The Astrophysical Journal -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan jotkut planeetat lähellä muita maailmankaikkeuden punaisia jättiläisiä voivat pysyä asuttuina vielä kauemmin - jopa yhdeksän miljardia vuotta tai enemmän joissakin tapauksissa.

Ymmärtääksesi, yhdeksän miljardia vuotta on kaksinkertainen maapallon nykyiseen ikään. Jos oletetaan, että kiinnostavilla maailmoilla on oikea koostumus elementeistä, niillä on riittävästi aikaa synnyttää uusia monimutkaisia elämänmuotoja. Tutkimuksen johtava kirjailija, professori Lisa Kaltenneger, on myös Carl Sagan -instituutin johtaja. Hän tietää omakohtaisesti kuinka etsiä elämää maailmankaikkeudesta:

”Kun tähti vanhenee ja kirkastuu, asuinalue liikkuu ulospäin ja näet pohjimmiltaan planeettajärjestelmän toisen elämän. Tällä hetkellä ulkoalueiden kohteet ovat jäätyneet aurinkokunnassamme, kuten Europa ja Enceladus, Jupiterin ja Saturnuksen kuut. Kun keltainen aurinkomme laajenee tarpeeksi tullakseen punaiseksi jättiläiseksi ja muuttaa maapallon palaneen autiomaaksi, aurinkokunnassamme - ja myös muissa järjestelmissä - on edelleen alueita, joilla elämä voisi kukoistaa."

Kun tähti laajenee, se menettää massan ja työntää sen ulospäin aurinkotuulen muodossa. Planeetat, jotka kiertävät lähellä tähtiä tai joilla on alhainen pinnan painovoima, voivat menettää ilmakehänsä. Toisaalta planeetat, joiden massa on riittävä (tai jotka sijaitsevat turvallisella etäisyydellä), voivat säilyttää tämän ilmapiirin. Aurinkokuntamme yhteydessä tämä tarkoittaa, että muutaman miljardin vuoden kuluttua Europa- ja Enceladus-kaltaisista maailmoista (joilla saattaa olla jo jäähaarojen alla piilevää elämää) voi tulla elämän paratiisi.

Aurinkoomme tulee musta kääpiö

Tällä hetkellä universumissamme on monia erityyppisiä tähtiä. Punaiset kääpiöt - viileät tähdet, jotka lähettävät punaista valoa - ovat yleisimpiä. Maailmankaikkeudessa on myös monia valkoisia kääpiöitä. Nämä ovat kuolleiden tähtien tähtijäännöksiä, jotka koostuvat rappeutuneesta aineesta, jota kvanttiefektit pitävät yhdessä. Tähtitieteilijät uskovat tällä hetkellä, että valkoisilla kääpiöillä on lähes rajaton elinikä. Mutta tietyn ajan kuluttua jopa he kuolevat ja niistä tulee eksoottisia tähtiä: mustia kääpiöitä.

Image
Image

Tällainen kohtalo odottaa myös Aurinkoamme. Kaukaisessa tulevaisuudessa aurinkomme työntää ulkokerroksensa ja muuttuu valkoiseksi kääpiötähdeksi, joka pysyy miljardeja vuosia. Mutta jonain päivänä jopa valkoiset kääpiöt alkavat jäähtyä. Kymmenen (100 vuoden tehoon) vuoden kuluttua ne jäähtyvät lämpötilaan, joka on yhtä suuri kuin mikroaaltotaustasäteilyn lämpötila, muutaman asteen absoluuttisen nollan yläpuolella.

Kun näin tapahtuu, tähdestämme tulee musta kääpiö. Koska tämän tyyppinen tähti on niin kylmä, se on näkymätön ihmissilmälle. Jokaiselle, joka yrittää löytää aurinkon, joka antoi meille elämän, on mahdotonta tehdä se optisten järjestelmien avulla. Hänen on etsittävä sitä painovoiman vaikutuksilla. Suurimmasta osasta tähtiä, joita näemme yötaivaalla, tulee mustia kääpiöitä (toinen syy, miksi yötaivas kirkastuu). Mutta lämmin aurinko on erityisen loukkaavaa.

Outoja tähtiä

Tähtien evoluutio on jo saatu päätökseen, kun auringostamme tulee musta kääpiö. Uusia tähtiä ei synny. Sen sijaan maailmankaikkeus tulvii tähtien kylmistä jäännöksistä. Ja tämä antaa maailmankaikkeudelle mahdollisuuden luoda outoja tähtiä, jotka poikkeavat merkittävästi siitä, mitä tiedämme.

Image
Image

Yksi näistä on huurteinen tai kylmä tähti. Kun maailmankaikkeuden tähdet polttavat ydinpolttoaineen, ne lisäävät metallisuuttaan. Tähtitieteessä se on tähdessä olevien heliumia raskaampien elementtien mitta - käytännöllisesti katsoen kaikki elementit litiumista alkaen. Kun tähden metallisuus kasvaa, ne jäähtyvät, kun raskaammat elementit vapauttavat vähemmän energiaa fuusion aikana. Lopuksi tähdistä tulee niin kylmiä, että niiden lämpötila on 0 astetta eli veden jäätymispiste.

Jos katsot vielä pidemmälle tulevaisuuteen, siellä on vielä outo tähti. Noin kymmenessä (1500: n voimaan) vuodessa tulevaisuudessa entropia maksaa veronsa, ja maailmankaikkeus on olennaisesti kuollut. Näinä kylminä aikoina kvanttivaikutukset hallitsevat maailmankaikkeutta.

Kvanttitunnelointi mahdollistaa kevyiden elementtien syntetisoinnin epävakaaksi raudan muodoksi. Se puolestaan hajoaa vakaammaksi isotoopiksi, joka tuottaa heikkoa energiaa. Nämä rautatähdet ovat ainoa mahdollinen tähtien muoto tällä hetkellä. Mutta niitä löytyy vain malleista, joissa tähtitieteilijät eivät usko protonien hajoamiseen, joten tämä idea ei ole suosituin.

Kaikki nukleonit hajoavat

Palataan takaisin 10 (15 voimaan) vuoden pisteestä Suuren räjähdyksen jälkeen 10 vuoden pisteeseen (34 voimaan). Jos ihmissuku ei ole kuollut siihen mennessä, emme todellakaan selviydy tästä aikakaudesta. Kuten edellä mainittiin, tähtitieteilijät kiistävät jatkuvasti siitä, hajoako protoni ajan myötä. Sanotaan kyllä.

Image
Image

Nukleonit ovat hiukkasia atomin, protonien ja neutronien ytimessä. Vapaiden neutronien tiedetään hajoavan puoliintumisajan ollessa 10 minuuttia. Mutta protonit ovat uskomattoman vakaita. Kukaan ei ole nähnyt omakohtaisesti protonin hajoamista. Mutta maailmankaikkeuden loppupuolella kaikki muuttuu.

Fyysikot olettavat, että protonin puoliintumisaika on 10 vuotta (37 tehoon). Emme ole nähneet tätä hajoamista, koska maailmankaikkeus ei ole vielä tarpeeksi vanha. Hajoamisaikakaudella (10 (34: n voimalle) - 10 (40: n voimalle) vuotta) protonit alkavat lopulta hajota positroneiksi ja pioneiksi. Hajoamisaikakauden loppuun mennessä kaikki universumin protonit ja neutronit loppuvat.

Ilmeisesti elämässä maailmankaikkeudessa alkaa olla ongelmia. Jos oletamme, että ihmiskunta selviytyi auringon muutoksesta ja siirtyi maailmankaikkeuden ystävällisempiin osiin, fysiikan lait alkavat jossain vaiheessa sanella ihmiskunnan kuoleman. Kehomme ja kaikki tähtienväliset esineet on valmistettu nukleoneista. Kun ne hajoavat, mikä tahansa elämä päättyy, koska atomit itse lakkaavat olemasta. Elämä ei pysty jatkamaan olemassaoloa tällaisissa olosuhteissa (ja sellaisessa muodossa), ja maailmankaikkeus sukeltaa mustien aukkojen aikakauteen.

Mustat aukot tulvivat maailmankaikkeuden

Image
Image

Kun nukleonit häviävät, mustat aukot astuvat lakiin ja hallitsevat maailmankaikkeutta 10 (40 voimaan) vuodesta Big Bangin jälkeen 10 (100 voimaan) vuoteen. Tästä hetkestä lähtien alamme puhua niin pitkistä ajoista, että on täysin mahdotonta ymmärtää niitä mielellämme. Maailmankaikkeuden nykyistä ikää paljon pidemmän ajan kuluttua mustat aukot pysyvät ainoina rakenteina.

Kun nukleonit lähtevät, tärkeimmät subatomiset hiukkaset ovat leptoneja - elektroneja ja positroneja. Ne ruokkivat mustia aukkoja. Absorboimalla aineksen jäänteet maailmankaikkeudessa mustat aukot itse tuottavat hiukkasia, jotka täyttävät maailmankaikkeuden fotoneilla ja hypoteettisilla gravitoneilla. Mutta mustat aukot on tarkoitus kuolla, kuten Stephen Hawking päätti.

Hawkingin mukaan mustat aukot haihtuvat säteilynsä vuoksi. Kun ne säteilevät, ne menettävät massan energian muodossa. Tämä prosessi kestää kauan, joten emme tiedä siitä käytännössä mitään. Jotta musta aukko haihtuisi täydellisesti, on kuluttava 10 (60 vuoden voimaan) vuotta, joten tämä prosessi ei ole vielä edennyt vuosisadan ajan universumissamme. Mutta kuten sanoimme, lopulta myös mustat aukot kuolevat. Niistä on jäljellä vain massattomia hiukkasia ja muutama hajallaan oleva leptoni, jotka ovat laiskasti vuorovaikutuksessa ja menettävät energiansa.

Uuden tyyppinen atomi ilmestyy

Kun universumistamme on jäljellä vain muutama subatomiset hiukkaset, voi tuntua siltä, ettei ole mitään muuta puhuttavaa. Mutta elämä voi näkyä jopa tässä pahimmassa maailmassa.

Image
Image

Monien vuosien ajan hiukkastutkijat ovat puhuneet positroniumista, atomin ja elektronin välisestä atomimaisesta sidoksesta. Näillä kahdella hiukkasella on vastakkaiset varaukset. (Positroni on elektronin vasta-aine). Siksi he houkuttelevat sähkömagneettisesti. Kun pari tällaisia hiukkasia alkaa olla vuorovaikutuksessa, niillä voi olla alkeellisia kiertoratoja ja atomikäyttäytymistä.

Koska positronium on harvinaista, tätä positroniumin "kemian" mallia ei voida kutsua täydelliseksi. Mutta näistä outoista "atomista" voi tulla hyvin utelias asia. Ensinnäkin ne voivat esiintyä tähtienvälistä tilaa peittävillä jättiläisillä kiertoradoilla. Niin kauan kuin molemmat hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa, he pystyvät ylläpitämään paria etäisyydestä riippumatta.

Mustien aukkojen aikakaudella joidenkin näiden "atomien" halkaisijat ulottuvat kauempana kuin nykyinen havaittavissa oleva universumimme. Leptoneista koostuvat pozitroniumatomit selviävät protonin hajoamisesta ja kulkevat mustien aukkojen aikakauden läpi. Lisäksi mustat aukot luovat positroniumatomeja säteilyn prosessissa. Tietyn ajan kuluttua myös positroni-elektroni-parit hajoavat. Mutta ennen sitä maailmankaikkeus voi synnyttää täysin kuvaamattoman elämän.

Kaikki hidastuu, jopa ajatus

Kun mustien aukkojen aikakausi päättyy ja jopa nämä tähtien jättiläiset katoavat pimeyteen, universumissamme on jäljellä vain muutama asia, pääasiassa diffuusit subatomiset hiukkaset ja jäljellä olevat positroniumin atomit. Sen jälkeen kaikki maailmankaikkeudessa tapahtuu erittäin hitaasti, mikä tahansa tapahtuma voi kestää eoneja. Joidenkin teoreettisten fyysikkojen, kuten Freeman Dysonin, mukaan elämä voisi ilmestyä uudelleen universumiin tällä hetkellä.

Image
Image

Pitkän ja pitkän ajan kuluttua orgaaninen evoluutio voi alkaa kehittyä positroniumista. Ilmestyvät olennot ovat hyvin erilaisia kuin mitä tiedämme. Ne voivat olla esimerkiksi valtavia, tähtienvälisiä etäisyyksiä. Koska universumissa ei ole enää mitään muuta, heillä on mihin kääntyä. Mutta koska nämä elämänmuodot ovat valtavat, ne ajattelevat paljon hitaammin kuin me. Itse asiassa voi kestää biljoonia vuosia, ennen kuin tällainen olento luo yhden ajatuksen.

Se saattaa tuntua oudolta meille, mutta koska nämä olennot esiintyvät valtavin aikavälein, tällainen ajatus on heille välitön. Ne ovat olemassa uskomattoman kauan, kun katsot maailmankaikkeuden lentävän niiden ohitse. Mutta he uppoavat unohduksiin.

"Makrofysiikan" loppu

Tähän mennessä maailmankaikkeus saavuttaa melkein maksimaalisen entropiatilan, toisin sanoen siitä tulee homogeeninen energiakenttä ja useita subatomisia hiukkasia. Tämä tapahtuu mustien aukkojen aikakauden jälkeen, paljon myöhemmin 10 (100 voiman) vuoden jälkeen. Avaruus laajenee niin paljon, ja pimeästä energiasta tulee niin voimakas, että jopa mustat aukot lakkaavat olemasta ja maailmankaikkeus menettää massiivisia esineitä.

Image
Image

On vaikea kuvitella sellaista maailmankaikkeutta. Ajattele sitä: tähdet lakkaavat muodostumasta, koska aineen muodostavat subatomiset hiukkaset erotetaan toisistaan sellaisilla etäisyyksillä, että ne eivät voi tavata millään tavalla valon nopeudella kulkiessaan. Jopa positroniumiatomeja ei voi esiintyä.

Fysiikka loppuu. Ainoa fyysinen malli, joka jatkaa toimintaansa, on kvanttimekaniikka. Kvanttivaikutuksia esiintyy jopa valtavilla tähtienvälisillä etäisyyksillä jättimäisessä ajassa. Lopulta maailmankaikkeuden lämpötila laskee absoluuttiseen nollaan: ei ole jäljellä energiaa, jota voidaan muuntaa työksi. Joissakin malleissa avaruuden laajeneminen kasvaa repimällä aika-aikaa erilleen. Universumi lakkaa olemasta.

Onko kaikesta tästä mahdollista paeta?

Toistaiseksi matkallamme maailmankaikkeuden loppuun on liittynyt vain pimeitä ja masentavia tapahtumia. Mutta fyysikot eivät menetä optimismiaan ja hahmottavat mahdollisia tapoja ihmiskunnalle selviytyä loppuaikoista ja jopa käynnistää universumimme uudelleen.

Image
Image

Lupaavin tapa paeta maailmankaikkeudestamme maksimaalisella entropialla on käyttää mustia aukkoja, kunnes fotonien hajoaminen tekee elämän mahdottomaksi. Mustat reiät ovat edelleen hyvin salaperäisiä esineitä, mutta teoreetikot ehdottavat niiden käyttämistä uusiin universumeihin.

Moderni teoria viittaa siihen, että kuplauniversumit syntyvät jatkuvasti omassa maailmankaikkeuksessamme ja muodostavat uusia universumeja aineen ja elämän mahdollisuuden kanssa. Hawking uskoo, että mustat aukot voivat olla portteja näihin uusiin universumeihin. Mutta on yksi ongelma. Kun ylität mustan aukon rajan, ei ole paluuta takaisin. Siksi, jos ihmiskunta päättää mennä mustaan aukkoon, se on yksisuuntainen matka.

Ensinnäkin sinun on löydettävä pyörivä musta aukko, joka on tarpeeksi massiivinen selviytyäkseen matkan tapahtumahorisontin yli. Toisin kuin yleisesti uskotaan, massiiviset mustat aukot ovat turvallisempia kulkea. Tulevaisuuden avaruusmatkailijat voivat toivoa, että matka ei pääty huonosti, mutta he eivät voi ottaa yhteyttä ystäviinsä mustan aukon tällä puolella ja ilmoittaa heille tuloksesta. Jokainen matka on harppaus uskosta.

Mutta on tapa varmistaa, että uusi universumi odottaa meitä toisella puolella. Alan Guthin mukaan vastasyntynyt maailmankaikkeus tarvitsee vain 10 (89: n tehoon) protonia, 10 (89: n tehoon) elektronia, 10 (89: n voimaan) positronia, 10 (89: n voimaan) neutriinoa, 10 (89: n voimaan) antineutriinoa, 10 (79: n tehoon) protonit ja 10 (79: n tehoon) aloitusta varten. Se voi tuntua paljon, mutta yhteensä se on vain tiili.

Tulevaisuuden ihmiset voivat tuottaa väärän tyhjiön - avaruusalueen, jolla on laajentumismahdollisuuksia - käyttämällä erittäin vahvaa painovoimakenttää. Kaukaisessa tulevaisuudessa ihmiset olisivat voineet hankkia tekniikan väärän tyhjiön luomiseksi ja oman maailmankaikkeuden perustamiseksi. Koska maailmankaikkeuden alkuperäinen täyttyminen kestää murto-osan sekunnista, uusi maailmankaikkeus laajenee välittömästi ja siitä tulee uusi koti ihmisille. Nopea hyppy madonreiän läpi ja olemme pelastuneet.

Satunnainen kvanttitunnelointi voi käynnistää maailmankaikkeuden uudelleen

Mitä tapahtuu universumille, jonka jätimme taaksemme? Jonkin ajan kuluttua se saavuttaa viimeinkin suurimman entropiansa ja siitä tulee täysin asumaton. Mutta jopa tässä kuolleessa maailmankaikkeudessa elolla on mahdollisuus. Kvanttimekaniikan tutkijat ovat tietoisia kvanttitunneloinnin vaikutuksista. Tällöin subatomiset hiukkaset voivat siirtyä energiatilaan, joka on klassisesti mahdotonta.

Image
Image

Esimerkiksi klassisessa mekaniikassa pallo ei voi spontaanisti kerätä mäkeä. Tämä on kielletty energiatila. Alkeishiukkasilla on myös kielletyt energiatilat klassisen mekaniikan näkökulmasta, mutta kvanttimekaniikka kääntää kaiken ylösalaisin. Jotkut hiukkaset voivat "tunneloitua" näihin energiatiloihin.

Tämä prosessi tapahtuu jo tähdissä. Mutta kun sitä sovelletaan maailmankaikkeuden loppuun, syntyy outo mahdollisuus. Klassisen tilastomekaniikan hiukkaset eivät voi siirtyä korkeammasta entropiatilasta alempaan. Mutta kvanttitunneloinnilla he voivat ja tulevat. Fyysikot Sean Carroll ja Jennifer Chen ehdottivat ajatusta, että tietyn ajan kuluttua kvanttitunnelointi voisi spontaanisti vähentää entropiaa kuolleessa maailmankaikkeudessa, johtaa uuteen Big Bangiin ja käynnistää maailmankaikkeuden uudelleen. Mutta älä pidä hengitystäsi. Jotta entropia vähenisi spontaanisti, joudut odottamaan 10 (10: n voimaan) ^ (10: n) ^ (56: aan) vuotta.

On toinenkin teoria, joka antaa meille toivoa uudesta universumista - tällä kertaa matemaatikoilta. Vuonna 1890 Henri Poincaré julkaisi toistumislauseensa, jonka mukaan uskomattoman pitkän ajan kuluttua kaikki järjestelmät palaavat hyvin alkuperäiseen tilaansa. Tämä koskee myös termodynamiikkaa, jossa satunnaiset lämpövaihtelut korkean entropian omaavassa universumissa voivat saada sen palaamaan alkuperäiseen tilaansa, minkä jälkeen kaikki alkaa uudelleen. Aika kuluu, ja maailmankaikkeus voi muodostua uudelleen, eikä siinä elävillä olennoilla ole aavistustakaan siitä, että he elävät universumissamme.

ILYA KHEL