Universumi 5 elutsüklit: millises etapis me elame?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Iga elusolend meie planeedil sünnib, küpseb, vananeb ja lõpuks sureb. Kõik need seadused kehtivad ka väljaspool Maad – aja jooksul hävivad ka tähed, päikesesüsteemid ja galaktikad.

Erinevus eksisteerib ainult ajas – see, mis sinu ja minu jaoks tundub Universumi standardite järgi igavikuna, on täielik jama. Aga kuidas on lood universumi endaga? Nagu teate, sündis ta pärast Suurt Pauku 13, 8 miljardit aastat tagasi, kuid mis temaga praegu toimub? Mis on Universumi enda elutsükkel ja miks eristavad teadlased selle arengus viit etappi?

Viis sajandit universumist

Astronoomid usuvad, et viis evolutsiooni etappi on mugav viis universumi uskumatult pika eluea kujutamiseks. Nõus, ajal, mil me teame ainult 5% nähtavast universumist (ülejäänud 95% on hõivatud salapärase tumeainega, mille olemasolu tuleb veel tõestada), on selle arengut üsna raske hinnata. Sellegipoolest püüavad teadlased mõista Universumi minevikku ja olevikku, kombineerides teaduse ja inimmõtte saavutusi viimase kahe sajandi jooksul.

Kui teil on õnn kuuta ööl sattuda selge taeva alla pimedasse kohta, siis pilku tõstes ootab teid ees võrratu kosmosemaastik. Tavalise binokliga näete hämmastavat siluetti tähtedest ja kattuvatest valguslaikudest. Nende tähtede valgus jõuab meie planeedile, ületades tohutuid kosmilisi vahemaid, ja jõuab meie silmadeni läbi aegruumi. See on kosmoloogilise ajastu universum, milles me elame. Seda nimetatakse täheajastuks, kuid on veel neli.

Universumi mineviku, oleviku ja tuleviku vaatamiseks ja selle üle arutlemiseks on palju võimalusi, kuid üks neist on pälvinud astronoomide tähelepanu rohkem kui teised. Esimene raamat viiest sajandist universumist ilmus 1999. aastal pealkirjaga "Universumi viis ajastut: igaviku füüsika sees". (viimati uuendatud 2013. aastal). Raamatu autorid Fred Adams ja Gregory Laughlin andsid igale viiele sajandile pealkirja:

• Primitiivne ajastu
• Starry ajastu
• Degeneratiivne ajastu
• Mustade aukude ajastu
• Pime ajastu

Tuleb märkida, et mitte kõik teadlased pole selle teooria pooldajad. Sellegipoolest leiavad paljud astronoomid, et viieastmeline jaotus on kasulik viis arutada nii ebatavaliselt palju aega.

Primitiivne ajastu

Universumi primitiivne ajastu algas sekund pärast Suurt Pauku. Esimesel, väga väikesel ajaperioodil, nagu teadlased usuvad, aegruum ja füüsikaseadused veel ei eksisteerinud. Seda kummalist, arusaamatut intervalli nimetatakse Plancki ajastuks, arvatakse, et see kestis 1044 sekundit. Samuti on oluline arvestada, et paljud Plancki ajastut puudutavad oletused põhinevad üldrelatiivsusteooriate ja kvantteooriate hübriidil, mida nimetatakse kvantgravitatsiooni teooriaks.

Esimesel sekundil pärast Suurt Pauku algas inflatsioon – universumi uskumatult kiire paisumine. Mõne minuti pärast hakkas plasma jahtuma ning subatomaarsed osakesed hakkasid moodustuma ja kokku kleepuma. 20 minutit pärast Suurt Pauku – ülikuumas, termotuumauniversumis – hakkasid moodustuma aatomid. Jahutamine toimus kiires tempos, kuni universumisse jäi 75% vesinikku ja 25% heeliumi, mis on sarnane tänapäeval Päikese peal toimuvaga. Umbes 380 000 aastat pärast Suurt Pauku jahtus universum piisavalt maha, et moodustada esimesed stabiilsed aatomid ja luua kosmiline mikrolainekiirguse taust, mida astronoomid nimetavad kosmiliseks mikrolaine taustkiirguseks.

Starry ajastu

Sina ja mina elame tähtede ajastul – praegusel ajal on suurem osa universumis eksisteerivast ainest tähtede ja galaktikate kujul. Universumi esimesed tähed – me rääkisime teile hiljuti selle avastamisest – olid hiiglaslikud ja lõpetasid oma elu supernoovade kujul, mis viis paljude teiste väiksemate tähtede tekkeni. Ajendatuna gravitatsioonijõust, lähenesid nad üksteisele galaktikate moodustamiseks.

Üks täheajastu aksioome on see, et mida suurem täht, seda kiiremini ta oma energia ära põletab ja seejärel sureb, tavaliselt vaid paari miljoni aastaga. Väiksemad tähed, mis tarbivad energiat aeglasemalt, püsivad kauem aktiivsed. Teadlased ennustavad, et näiteks meie Linnutee galaktika põrkab kokku ja sulandub umbes 4 miljardi aasta pärast naabruses asuva Andromeeda galaktikaga, moodustades uue. Muide, meie päikesesüsteem võib selle ühinemise üle elada, kuid on võimalik, et päike sureb palju varem.

Degeneratsiooni ajastu

Sellele järgneb degeneratsiooni (degeneratsiooni) ajastu, mis algab umbes 1 kvintiljon aastat pärast Suurt Pauku ja kestab kuni 1 duodecilljon pärast seda. Sel perioodil domineerivad universumis kõik täna nähtavad tähtede jäänused. Tegelikult on kosmos täis hämaraid valgusallikaid: valgeid kääbusi, pruune kääbusi ja neutrontähti. Need tähed on palju külmemad ja kiirgavad vähem valgust. Seega jääb universum taandarengu ajastul nähtava spektri valgusest ilma.

Sellel ajastul hoiavad väikesed pruunid kääbused kinni enamikust saadaolevast vesinikust ning mustad augud kasvavad, kasvavad ja kasvavad, toitudes tähtede jäänustest. Kui ümberringi pole piisavalt vesinikku, muutub universum aja jooksul tuhmimaks ja külmemaks. Siis hakkavad universumi algusest peale eksisteerinud prootonid surema, lahustades ainet. Selle tulemusena jääb universumisse enamik subatomaarseid osakesi, Hawkingi kiirgust ja mustad augud.

Hawkingi kiirgus on hüpoteetiline mitmesuguste elementaarosakeste, peamiselt footonite, musta augu emissiooniprotsess; sai nime Briti teoreetilise füüsiku Stephen Hawkingi järgi.

Mustade aukude ajastu

Märkimisväärse aja jooksul domineerivad universumis mustad augud, mis tõmbavad endasse massi ja energia jäänuseid. Kuid lõpuks need aurustuvad, kuigi väga aeglaselt.

Raamatu autorid usuvad Big Thinki järgi, et kui mustad augud lõpuks aurustuvad, toimub väike valgussähvatus – ainus järelejäänud energia universumis. Sel hetkel on universum peaaegu ajalugu, sisaldades ainult madala energiatarbega väga nõrku subatomaarseid osakesi ja footoneid.

Pime ajastu

Lõpuks põrkuvad läbi kosmose triivivad elektronid ja positronid üksteisega kokku, moodustades mõnikord proitrooniumi aatomeid. Need struktuurid on ebastabiilsed, kuid nende koostises olevad osakesed hävivad lõpuks. Teiste madala energiatarbega osakeste edasine hävitamine jätkub, kuigi väga aeglaselt. Kuid täna õhtul vaadake tähti täis öötaevasse ja ärge muretsege millegi pärast – nad ei kao väga kauaks kuhugi ning meie arusaam Universumist ja ajast võib tulevikus muutuda.