A Világegyetem jövője

A Világegyetem jövője

A Világegyetem jövője a benne található anyag tömegétől, azaz az egész Univerzum sűrűségétől függ. Ez határozza meg a Világegyetem geometriáját, melyben három esetet különböztetünk meg: a nyílt (hiperbolikus), a sík, illetve a zárt (gömbi) Világegyetemet.

Amennyiben az Univerzum tömege egy bizonyos határ alatt van, azaz nyílt, örökké tágulni fog.

Táguló világegyetem Forrás: Chris Butler / SPL

Ha tömege pontosan ezzel a határértékkel egyezik meg (sík Világegyetem), a tágulás folyamatosan lassulva a nullához tart, amit a végtelenben ér el.

Amennyiben tömege meghaladja ezt a kritikus határt (azaz zárt), akkor a benne lévő anyag gravitációs ereje elég nagy ahhoz, hogy egy idő után megállítsa a tágulást, amit összehúzódás követ majd, végén a Nagy Bumm ellentétével: a Nagy Reccsel.

Big Crunch Forrás: Mark Garlick / SPL

A Világegyetemben lévő látható anyag a kritikus tömegnek csak közel 1%-át teszi ki, a láthatatlan tömeggel együtt azonban pont a kritikus határon mozgunk. Amennyiben nyílt Világegyetemben élünk, a tágulás az idő előrehaladtával csak kismértékben fog lassulni. Egyre távolabb kerülnek majd egymástól a szuperhalmazok és a galaxishalmazok, csak a galaxishalmazok tagjai és az azokon belüli égitestek maradnak együtt. A távolodó galaxisok egyre halványabb és egyre kisebb foltok formájában látszanak majd az égen. A csillagközi anyag szinte teljesen csillagokká alakul, és elfogyta után már nem születnek újabb csillagok. Amint ezek felélik üzemanyagukat, előbb a nagyobbak, majd a kisebb tömegűek sorra elhalványodnak. Végül a legkisebb, leghalványabb és leghosszabb életűek is elhasználják tüzelőanyagukat, és a galaxisok sötéten kavargó halott fekete törpékből, neutroncsillagokból és fekete lyukakból fognak állni. Az égbolt ekkor lassanként kihal: se a Tejútrendszerben, se más galaxisokban nem fognak csillagok ragyogni. A galaxisokban a halott csillagok egy része az egymáshoz közeli elhaladások alkalmával kilökődik, más részük pedig a galaxisok magja felé hullik. Így az idő előrehaladtával a galaxisok anyagának egy része szétoszlik, és kidobott sötét objektumok fognak kavarogni a világűrben. Maradékuk a galaxisok centrumába hullik, és az ott lévő fekete lyukak tömegét fogják növelni. A későbbiekben a részecskefizika különleges szerephez jut: a Nagy Egyesítés Elmélete szerint a protonok nem stabil részecskék, hanem 1030-1032 év alatt elbomlanak. (Ezt kísérletileg egyelőre nem sikerült sem igazolni, sem megcáfolni.) A protonok bomlása a távoli jövőben rendkívül kismértékben felmelegíti majd az anyagot. Az egyes égitestek ütközése során is felszabadulhat némi energia, ilyen eseményekre azonban csak ritkán kerülhet sor. Emellett további energiaforrásként szolgálhat a fekete lyukak párolgása, melyek életük végén egy robbanás keretében semmisülnek meg. (A galaxismagokban lévő nagytömegű fekete lyukak elpárolgásához nagyságrendileg 10100 év szükséges.) Ezen apró események ellenére a Világegyetem hideg, halott és sötét lesz, az égbolt pedig tökéletesen üres. Hasonló következményekkel és jelenségekkel számolhatunk egy sík Világegyetem esetében.

Még a teljesen üres tér is energiát tartalmaz Forrás: Equinox Graphics / SPL

Amennyiben a Világegyetem zárt, tömege elegendő a tágulás megállításához, majd visszafordításához. A rendelkezésünkre álló idő azonban ebben az esetben is bőségesen elegendő ahhoz, hogy a tágulás megállásáig a csillagok az előbb leírtaknak megfelelően kihunyjanak. Az összehúzódás megindulását követően azonban érdekes eseményeket lehet megfigyelni. A háttérsugárzás fotonjainak energiája lassanként növekedni kezd, a gravitációs vonzás miatt pedig a Világegyetem az idő előrehaladtával egyre gyorsabb ütemben zuhan végzete felé. Amikor már csak 1-2 milliárd éve van hátra az Univerzumnak, a szuperhalmazok, galaxishalmazok egymásba kezdenek olvadni. A növekvő energiájú háttérsugárzás miatt a világűr, az „égi háttér” egyre forróbb és világosabb lesz. Eközben az egyes galaxisok anyaga is összekeveredik, és egyre gyakrabban ütköznek egymással a különböző égitestek. Amikor már csak közel 100 ezer év lesz hátra, az ég kb. olyan fényessé válik, mint a Nap felszíne. A csillagok ekkor felmelegszenek, maradék nukleáris tüzelőanyaguk begyullad, majd a növekvő forróság miatt sokuk felrobban – fergeteges tűzijáték játszódik le az egész Világegyetemben. Ekkor a fekete lyukak is nagy lakomát ülnek. Egyre több anyagot kebeleznek be környezetükből, végül pedig egymás befalására fanyalodnak, majd egy utolsó kozmikus keringő formájában vadul összeolvadnak. Az eredmény egy óriási fekete lyuk, amely az egész Világegyetemet tartalmazza – egy fekete lyuk egy fekete lyukon belül. Mindezek után talán egy új Világegyetem születik, amely elölről kezdi a nagy kozmikus körforgást. Egy biztos: jókor születtünk – születni ugyanis csak jókor lehet.

Forrás: Nicolle R. Fuller / SPL
Megosztás itt: facebook
Facebook
Megosztás itt: twitter
Twitter
Megosztás itt: email
Email