Әлемнің 5 өмірлік циклі: біз қай кезеңде өмір сүріп жатырмыз?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Біздің планетамыздағы барлық тіршілік иелері туады, жетіледі, қартаяды және ақырында өледі. Бұл заңдардың барлығы Жерден тыс жерде де қолданылады - жұлдыздар, күн жүйелері және галактикалар да уақыт өте келе жойылады.

Айырмашылық тек уақыт бойынша ғана бар - сіз және мен үшін Әлемнің стандарттары бойынша мәңгілік сияқты көрінетін нәрсе - бұл бос сөз. Бірақ ғаламның өзі ше? Өздеріңіз білетіндей, ол 13, 8 миллиард жыл бұрын Үлкен жарылыстан кейін дүниеге келген, бірақ қазір оған не болып жатыр? Ғаламның өмірлік циклі қандай және зерттеушілер оның дамуының бес кезеңін неліктен ажыратады?

Ғаламның бес ғасыры

Астрономдар эволюцияның бес кезеңі ғаламның керемет ұзақ өмірін көрсетудің ыңғайлы тәсілі деп санайды. Келісеміз, біз көрінетін Әлемнің тек 5% ғана білетін уақытта (қалған 95% жұмбақ қараңғы материя алады, оның бар екендігі әлі дәлелденбеген), оның эволюциясын бағалау өте қиын. Соған қарамастан зерттеушілер соңғы екі ғасырдағы ғылым мен адамзат ойының жетістіктерін біріктіре отырып, Ғаламның өткені мен бүгінін түсінуге тырысуда.

Айсыз түнде қараңғы жерде ашық аспан астында өзіңізді табу бақытына ие болсаңыз, онда сіз жоғары қарасаңыз, сізді керемет ғарыш пейзажы күтіп тұр. Кәдімгі бинокльдің көмегімен сіз жұлдыздардың таң қалдыратын аспан сызығын және қабаттасатын жарық дақтарын көре аласыз. Бұл жұлдыздардан түсетін жарық ғаламшарымызға үлкен ғарыштық қашықтықтарды еңсеріп жетеді және ғарыш-уақыт арқылы көзімізге түседі. Бұл біз өмір сүріп жатқан космологиялық дәуірдің ғаламы. Бұл жұлдызды дәуір деп аталады, бірақ басқа төрт дәуір бар.

Ғаламның өткенін, бүгінін және болашағын көру және талқылаудың көптеген жолдары бар, бірақ олардың бірі астрономдардың назарын басқаларға қарағанда көбірек аударды. Ғаламның бес ғасыры туралы алғашқы кітап 1999 жылы «Әлемнің бес ғасыры: Мәңгілік физиканың ішінде» деген атпен жарық көрді. (соңғы рет 2013 жылы жаңартылған). Кітаптың авторлары Фред Адамс пен Грегори Лафлин бес ғасырдың әрқайсысына атау берді:

• Алғашқы дәуір
• Жұлдызды дәуір
• Деградациялық дәуір
• Қара тесіктер дәуірі
• Қараңғы дәуір

Айта кету керек, барлық ғалымдар бұл теорияны жақтамайды. Дегенмен, көптеген астрономдар бес сатылы бөлуді осындай ерекше үлкен уақытты талқылаудың пайдалы әдісі деп санайды.

Алғашқы дәуір

Ғаламның алғашқы дәуірі Үлкен жарылыстан кейін бір секундтан кейін басталды. Бірінші, өте аз уақыт кезеңінде, ғарыштық уақыт пен физика заңдары, зерттеушілердің пікірінше, әлі болған жоқ. Бұл біртүрлі, түсініксіз интервал Планк дәуірі деп аталады, ол 1044 секундқа созылды деп есептеледі. Планк дәуірі туралы көптеген болжамдар кванттық гравитация теориясы деп аталатын жалпы салыстырмалылық пен кванттық теориялардың гибридіне негізделгенін де ескеру қажет.

Үлкен жарылыстан кейінгі бірінші секундта инфляция басталды - ғаламның керемет жылдам кеңеюі. Бірнеше минуттан кейін плазма салқындап, субатомдық бөлшектер түзіліп, бір-біріне жабыса бастады. Үлкен жарылыстан 20 минуттан кейін - өте ыстық, термоядролық ғаламда - атомдар пайда бола бастады. Салқындату ғаламда 75% сутегі мен 25% гелий қалғанша жылдам қарқынмен жүрді, бұл бүгінгі күнде Күнде болып жатқан жағдайға ұқсас. Үлкен жарылыстан кейін шамамен 380 000 жыл өткен соң, ғалам алғашқы тұрақты атомдарды құру және ғарыштық фон микротолқынды сәулеленуді құру үшін жеткілікті салқындатылды, астрономдар ғарыштық микротолқынды фон сәулеленуі деп атайды.

Жұлдызды дәуір

Сіз және мен жұлдызды дәуірде өмір сүріп жатырмыз - бұл уақытта Әлемде бар материяның көпшілігі жұлдыздар мен галактикалар түрінде болады. Ғаламдағы алғашқы жұлдыздар – біз жақында оның ашылуы туралы айттық – орасан зор болды және өз өмірін суперновалар түрінде аяқтады, бұл көптеген басқа, кішірек жұлдыздардың пайда болуына әкелді. Ауырлық күшінің әсерінен олар бір-біріне жақындап, галактикаларды құрады.

Жұлдыздар дәуірінің аксиомаларының бірі - жұлдыз неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ол өз энергиясын тезірек күйдіреді, содан кейін әдетте бірнеше миллион жыл ішінде өледі. Энергияны баяу тұтынатын кішкентай жұлдыздар ұзақ уақыт белсенді болады. Ғалымдар, мәселен, біздің Құс жолы галактикасы көршілес Андромеда галактикасымен шамамен 4 миллиард жылдан кейін соқтығысып, жаңа галактиканы құрайды деп болжайды. Айтпақшы, біздің күн жүйесі бұл бірігуден аман қалады, бірақ күн әлдеқайда ертерек өлуі мүмкін.

Деградация дәуірі

Бұдан кейін Үлкен жарылыстан кейін шамамен 1 квинтиллион жылдан кейін басталып, одан кейін 1 дуодециллионға дейін созылатын дегенерация (азғындау) дәуірі келеді. Осы кезеңде бүгін көрінетін жұлдыздардың барлық қалдықтары Әлемде үстемдік етеді. Шын мәнінде, ғарыш күңгірт жарық көздеріне толы: ақ ергежейлі, қоңыр ергежейлі және нейтрондық жұлдыздар. Бұл жұлдыздар әлдеқайда суық және аз жарық шығарады. Осылайша, азғындау дәуірінде ғалам көрінетін спектрдегі жарықтан айырылады.

Бұл дәуірде кішкентай қоңыр ергежейлілер қол жетімді сутегінің көп бөлігін ұстайды, ал қара тесіктер жұлдыздардың қалдықтарымен қоректеніп, өседі және өседі. Айналада сутегі жеткіліксіз болса, уақыт өте келе ғалам күңгірттеніп, суытады. Сонда Әлемнің басынан бері болған протондар материяны ерітіп өле бастайды. Нәтижесінде субатомдық бөлшектердің, Хокинг радиациясының және қара тесіктердің көпшілігі ғаламда қалады.

Хокинг сәулеленуі – қара құрдымның әртүрлі элементар бөлшектердің, негізінен фотондардың шығарылуының гипотетикалық процесі; Британдық физик-теоретик Стивен Хокингтің атымен аталған.

Қара тесіктер дәуірі

Айтарлықтай уақыт кезеңінде қара тесіктер масса мен энергияның қалдықтарын тарта отырып, ғаламда үстемдік етеді. Дегенмен, олар өте баяу болса да, ақырында буланады.

Кітап авторлары Big Think пікірінше, қара тесіктер ақырында буланып кеткенде, ғаламда қалған жалғыз энергия - кішкене жарық жарқырауы болады деп есептейді. Бұл кезде ғалам тек аз энергиясы бар, өте әлсіз субатомдық бөлшектер мен фотондардан тұратын дерлік тарих болады.

Қараңғы дәуір

Сайып келгенде, кеңістікте қозғалатын электрондар мен позитрондар бір-бірімен соқтығысады, кейде проитроний атомдарын құрайды. Бұл құрылымдар тұрақсыз, дегенмен олардың құрамдас бөлшектері ақырында жойылады. Басқа төмен энергиялы бөлшектердің одан әрі жойылуы өте баяу болса да жалғасады. Бірақ бүгін түнде жұлдыздарға толы түнгі аспанға қараңыз және ештеңеге алаңдамаңыз - олар өте ұзақ уақытқа ешқайда кетпейді және болашақта Әлем мен уақыт туралы түсінігіміз өзгеруі мүмкін.