Cum se va sfârși Universul? – trei scenarii posibile

Cum se va sfârși Universul? „Nu cu o explozie, ci cu un suspin”, a scris poetul american T.S. Eliot, referitor la sfârșitul lumii. Dar dacă doriți un răspuns mai clar, veți constata că fizicienii au petrecut nenumărate ore răspunzând, în mintea lor, la această întrebare și s-au potrivit perfect la cele mai plauzibile ipoteze ale câtorva categorii de scenarii.

„În manuale și la ora de cosmologie, se învață că există trei posibilități de bază pentru sfârșitul universului”, a spus Robert Caldwell, cosmolog la Universitatea Dartmouth din Hanovra, New Hampshire.

1.Într-unul dintre scenarii, cosmosul ar putea continua să se extindă în eternitate, în timp ce toată materia se va dezintegra în energie, în ceea ce este cunoscut drept „moarte termică”, spune Caldwell.

2.Alternativ, gravitația ar putea face ca universul să se re-prăbușească, creând un Big Bang invers, numit Big Crunch (Marea Implozie).

3.Sau există posibilitatea ca energia întunecată să determine ca expansiunea universului să se accelereze din ce în ce mai repede, evoluând într-un proces scăpat de sub control, cunoscut sub numele de Big Rip (Marea Ruptură).

Înainte de a discuta despre sfârșitul universului, să începem de la nașterea lui. Cunoașterea noastră actuală afirmă că timpul și spațiul au început în timpul Big Bang-ului, când un punct subatomic, ultra-fierbinte și super-dens a explodat spre exterior. Odată ce temperatura a scăzut suficient, particulele au început să formeze structuri mai mari precum galaxiile, stelele și toată viața de pe Pământ. În prezent trăim la aproximativ 13 miliarde de ani de la începutul universului, dar, având în vedere diferitele scenarii pentru dispariția sa, nu este clar cât timp va persista universul.

1.În primul scenariu – universul se retrage din existență din cauza morții termice – toate stelele din cosmos, de masă medie, își vor arde combustibilul, majoritatea lăsând în urmă rămășițe dense cunoscute sub numele de pitice albe și stele neutronice. Cele mai mari stele, cu o masă de ordinul a sute de mii până la miliarde de ori masa Soarelui, s-ar prăbuși formând găuri negre supermasive, cel mai mare tip de gaură neagră. Atracția gravitațională masivă a acestor fioroase găuri negre ar atrage cea mai mare parte a materiei  în abisul lor devorator.

“Atunci s-ar putea întâmpla ceva spectaculos”, declară Caldwell.

Se consideră că găurile negre degajă un tip special de emisie numit radiație Hawking, numit după regretatul fizician Stephen Hawking, care a postulat prima dată teoria. Această radiație, de fapt, sustrage fiecărei găuri negre un pic din masa ei, ceea ce face ca gaura neagră să se evapore încet. După 10 până la 100 de ani (adică numărul 1 urmat de 100 de zerouri), toate găurile negre se vor disipa, fără a lăsa în urmă nimic altceva decât energie inertă, potrivit lui Kevin Pimbblet, astrofizician la Universitatea din Hull din Regatul Unit.

2.În schimb, în scenariul Big Crunch, prin contrast, atracția gravitațională a stelelor și galaxiilor ar începe, într-o bună zi, să atragă din nou întregul univers. Procesul s-ar derula ca un Big Bang în sens invers, cu clustere galactice (roiuri de galaxii) care se prăbușesc și se contopesc, apoi stelele și planetele se contopesc și, în final, totul din univers ar forma din nou un punct dens de dimensiuni infinit de mici.

Un astfel de rezultat oferă o oarecare simetrie temporală cosmosului. “Este ordonat și curat”, spune Caldwell. “Este ca atunci când pleci din camping; nu lași nimic în urmă.”

3.Posibilitatea finală de bază pentru sfârșitul universului este cunoscută sub numele de Big Rip. În acest scenariu, energia întunecată – substanța misterioasă care acționează în opoziție cu gravitația – ca o presiune negativă sau o gravitaţie repulsivă – sfâșie totul bucată cu bucată. Expansiunea cosmosului se accelerează până când galaxiile îndepărtate se îndepărtează atât de repede încât lumina lor nu mai poate fi văzută. Pe măsură ce expansiunea se accelerează, obiectele din ce în ce mai apropiate încep să dispară în spatele a ceea ce Caldwell a descris drept un “zid al întunericului”.

“Galaxiile se desprind, sistemul solar se destramă”, spune el. “Planetele, și apoi în cele din urmă atomii, apoi universul în sine se destramă.”

Ce scenariu al „sfârșitului” va avea loc?

Deoarece proprietățile energiei întunecate nu sunt încă bine înțelese, cercetătorii nu știu care dintre aceste scenarii vor predomina. Caldwell a spus că speră ca observatoarele în dezvoltare, precum Telescopul de cercetare infraroșu pe teren larg al NASA (Wide Field Infrared Survey Telescope, WFIRST) sau Telescopul de sondaj mare sinoptic (Large Synoptic Survey Telescope, LSST), care urmează să fie implementate, vor ajuta la elucidarea comportamentului energiei întunecate, oferind poate o mai bună înțelegere a sfârșitului universului.

Există și alte perspective exotice cu privire la modul în care cosmosul ar putea să sfârșească. În conformitate cu legile cunoscute ale fizicii, este posibil ca bosonul Higgs (numit așa după fizicianul britanic Peter Higgs și supranumit „particula Dumnezeu”) – o particulă elementară din familia bosonilor, care face parte din mecanismul de rupere spontană a simetriei, particulă ce conferă masă tuturor celorlalte particule elementare cunoscute – ar putea într-o zi să distrugă totul.

Când a fost descoperit, în 2012, s-a constatat că bosonul Higgs avea o masă de aproximativ 126 ori mai mare decât a unui proton. Dar teoretic este posibil ca această masă să se schimbe. Acest lucru se datorează faptului că universul ar putea să nu se afle în cea mai scăzută configurație energetică posibilă în acel moment. Întregul cosmos ar putea fi în ceea ce este cunoscut ca un vid fals instabil, spre deosebire de un vid adevărat. Dacă bosonul Higgs s-ar descompune cumva într-o masă mai mică, universul ar cădea într-o stare de vid adevărat cu energie mai mică.

Dacă bosonul Higgs ar trece deodată la o masă mai mică și ar avea proprietăți diferite, atunci orice altceva din univers ar fi afectat în mod similar. Ar fi posibil ca electronii să nu mai poată orbita în jurul protonilor, ceea ce ar face ca existența atomilor să fie imposibilă. De asemenea, fotonii ar putea dezvolta masă, ceea ce ar însemna că lumina soarelui s-ar putea simți ca un duș de ploaie. Nu se știe dacă vreo viețuitoare ar putea supraviețui sau nu unei astfel de stări.

“Aș clasifica asta ca un fel de catastrofă de mediu a fizicii particulelor”, a spus Caldwell. „Nu provoacă în mod direct dispariția universului – ci doar îl face un loc neplăcut în care să trăiești.”

© CCC

Share |

Leave a Reply

Copy Protected by Chetan's WP-CopyProtect.