5 kitaran hidup Alam Semesta: peringkat manakah kita hidup?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Setiap makhluk hidup di planet kita dilahirkan, matang, menjadi lebih tua dan akhirnya mati. Semua undang-undang ini juga terpakai di luar Bumi - bintang, sistem suria dan galaksi juga musnah dari semasa ke semasa.

Perbezaannya hanya wujud dalam masa - apa yang bagi anda dan saya kelihatan seperti keabadian, mengikut piawaian Alam Semesta, adalah karut sepenuhnya. Tetapi bagaimana dengan alam semesta itu sendiri? Seperti yang anda tahu, dia dilahirkan selepas Big Bang 13, 8 bilion tahun yang lalu, tetapi apa yang berlaku kepadanya sekarang? Apakah kitaran hayat Alam Semesta itu sendiri dan mengapa penyelidik membezakan lima peringkat perkembangannya?

Lima abad alam semesta

Ahli astronomi percaya bahawa lima peringkat evolusi adalah cara yang mudah untuk mewakili kehidupan alam semesta yang sangat panjang. Setuju, pada masa yang kita tahu hanya 5% daripada Alam Semesta yang boleh dilihat (baki 95% diduduki oleh jirim gelap yang misteri, yang kewujudannya masih belum dibuktikan), agak sukar untuk menilai evolusinya. Namun begitu, penyelidik cuba memahami masa lampau dan masa kini Alam Semesta dengan menggabungkan pencapaian sains dan pemikiran manusia dua abad yang lalu.

Jika anda bernasib baik kerana mendapati diri anda berada di bawah langit yang cerah di tempat gelap pada malam tanpa bulan, maka apabila anda mendongak, landskap angkasa yang indah menanti anda. Dengan teropong biasa, anda boleh melihat latar langit bintang yang membingungkan dan bintik-bintik cahaya yang bertindih. Cahaya daripada bintang-bintang ini mencapai planet kita mengatasi jarak kosmik yang besar dan menuju ke mata kita melalui ruang-masa. Ini adalah alam semesta era kosmologi di mana kita hidup. Ia dipanggil era bintang, tetapi terdapat empat lagi.

Terdapat banyak cara untuk melihat dan membincangkan masa lalu, masa kini dan masa depan alam semesta, tetapi salah satu daripadanya telah menarik perhatian ahli astronomi lebih daripada yang lain. Buku pertama kira-kira lima abad Alam Semesta diterbitkan pada tahun 1999, bertajuk "Five Ages of the Universe: Inside the Physics of Eternity." (terakhir dikemas kini pada 2013). Pengarang buku itu, Fred Adams dan Gregory Laughlin, memberikan tajuk kepada setiap lima abad:

• Zaman primitif
• Zaman berbintang
• Era degeneratif
• Era Lubang Hitam
• Zaman gelap

Perlu diingatkan bahawa tidak semua saintis adalah penyokong teori ini. Walau bagaimanapun, ramai ahli astronomi mendapati pembahagian lima langkah adalah cara yang berguna untuk membincangkan jumlah masa yang luar biasa besar itu.

Zaman primitif

Era primitif alam semesta bermula sesaat selepas Letupan Besar. Semasa tempoh masa yang pertama, sangat kecil, ruang-masa dan undang-undang fizik, seperti yang dipercayai oleh penyelidik, belum wujud. Selang yang aneh dan tidak dapat difahami ini dipanggil era Planck, dipercayai bahawa ia berlangsung selama 1044 saat. Ia juga penting untuk mengambil kira bahawa banyak andaian tentang era Planck adalah berdasarkan gabungan teori relativiti am dan kuantum, yang dipanggil teori graviti kuantum.

Pada saat pertama selepas Big Bang, inflasi bermula - pengembangan alam semesta yang sangat pesat. Selepas beberapa minit, plasma mula menyejuk, dan zarah subatom mula terbentuk dan melekat bersama. 20 minit selepas Letupan Besar - dalam alam semesta termonuklear yang sangat panas - atom mula terbentuk. Penyejukan berjalan dengan pantas sehingga 75% hidrogen dan 25% helium ditinggalkan di alam semesta, yang serupa dengan apa yang berlaku di Matahari hari ini. Kira-kira 380,000 tahun selepas Letupan Besar, alam semesta menjadi cukup sejuk untuk membentuk atom stabil pertama dan mencipta sinaran gelombang mikro latar belakang kosmik, yang ahli astronomi memanggil sinaran latar belakang gelombang mikro kosmik.

Zaman berbintang

Anda dan saya hidup dalam era bintang - pada masa ini, kebanyakan jirim yang wujud di Alam Semesta berbentuk bintang dan galaksi. Bintang-bintang pertama di alam semesta - baru-baru ini kami memberitahu anda tentang penemuannya - adalah besar dan menamatkan kehidupan mereka dalam bentuk supernova, yang membawa kepada pembentukan banyak bintang lain yang lebih kecil. Didorong oleh daya graviti, mereka mendekati satu sama lain untuk membentuk galaksi.

Salah satu aksiom era bintang ialah semakin besar bintang, semakin cepat ia membakar tenaganya dan kemudian mati, biasanya hanya dalam beberapa juta tahun. Bintang yang lebih kecil yang menggunakan tenaga dengan lebih perlahan kekal aktif lebih lama. Para saintis meramalkan bahawa galaksi Bima Sakti kita, sebagai contoh, akan berlanggar dan bergabung dengan galaksi Andromeda jiran dalam masa kira-kira 4 bilion tahun untuk membentuk yang baru. By the way, sistem suria kita boleh bertahan dengan penggabungan ini, tetapi ada kemungkinan matahari akan mati lebih awal.

Era degenerasi

Ini diikuti dengan era degenerasi (degenerasi), yang akan bermula kira-kira 1 quintillion tahun selepas Big Bang dan akan berlangsung sehingga 1 duodecillion selepasnya. Dalam tempoh ini, semua sisa bintang yang kelihatan hari ini akan menguasai Alam Semesta. Malah, ruang angkasa penuh dengan sumber cahaya malap: kerdil putih, kerdil perang dan bintang neutron. Bintang-bintang ini lebih sejuk dan kurang memancarkan cahaya. Oleh itu, dalam era kemerosotan, alam semesta akan kehilangan cahaya dalam spektrum yang boleh dilihat.

Semasa era ini, kerdil coklat kecil akan berpegang pada kebanyakan hidrogen yang ada, dan lubang hitam akan tumbuh, tumbuh dan berkembang, memakan sisa-sisa bintang. Apabila hidrogen tidak mencukupi di sekeliling, alam semesta akan menjadi lebih malap dan lebih sejuk dari semasa ke semasa. Kemudian proton yang telah wujud sejak awal Alam Semesta akan mula mati, melarutkan bahan. Akibatnya, kebanyakan zarah subatomik, sinaran Hawking dan lubang hitam akan kekal di alam semesta.

Radiasi Hawking ialah proses hipotesis pelepasan oleh lohong hitam pelbagai zarah asas, terutamanya foton; dinamakan sempena ahli fizik teori British Stephen Hawking.

Zaman lubang hitam

Untuk tempoh masa yang ketara, lubang hitam akan menguasai alam semesta, menarik saki baki jisim dan tenaga. Walau bagaimanapun, mereka akhirnya akan menguap, walaupun sangat perlahan.

Pengarang buku itu percaya, menurut Big Think, bahawa apabila lubang hitam akhirnya menguap, akan ada kilatan cahaya kecil - satu-satunya tenaga yang tinggal di alam semesta. Pada ketika ini, alam semesta akan hampir menjadi sejarah, hanya mengandungi zarah dan foton subatom bertenaga rendah, sangat lemah.

Zaman gelap

Akhirnya, elektron dan positron yang hanyut melalui ruang akan berlanggar antara satu sama lain, kadangkala membentuk atom proitronium. Struktur ini tidak stabil, walau bagaimanapun, zarah konstituennya akhirnya akan musnah. Pemusnahan selanjutnya zarah tenaga rendah lain akan berterusan, walaupun sangat perlahan. Tetapi malam ini lihat ke langit malam yang penuh dengan bintang dan jangan risau tentang apa-apa - mereka tidak akan pergi ke mana-mana untuk masa yang sangat lama, dan pemahaman kita tentang Alam Semesta dan masa mungkin berubah pada masa hadapan.