5 چرخه زندگی کیهان: در چه مرحله ای زندگی می کنیم؟

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

هر موجود زنده ای در سیاره ما متولد می شود، بالغ می شود، پیرتر می شود و در نهایت می میرد. همه این قوانین در خارج از زمین نیز اعمال می شود - ستارگان، منظومه های خورشیدی و کهکشان ها نیز در طول زمان از بین می روند.

تفاوت فقط در زمان وجود دارد - آنچه برای من و شما ابدیت به نظر می رسد، با معیارهای کیهان، مزخرف کامل است. اما در مورد خود کیهان چطور؟ همانطور که می دانید، او پس از انفجار بزرگ 13، 8 میلیارد سال پیش به دنیا آمد، اما اکنون چه اتفاقی برای او می افتد؟ چرخه زندگی خود کیهان چیست و چرا محققان پنج مرحله از توسعه آن را تشخیص می دهند؟

پنج قرن از جهان

ستاره شناسان بر این باورند که پنج مرحله تکامل راهی مناسب برای نشان دادن عمر فوق العاده طولانی کیهان است. موافقم، در زمانی که ما فقط 5٪ از جهان مرئی را می شناسیم (95٪ باقیمانده توسط ماده تاریک مرموز اشغال شده است که وجود آن هنوز ثابت نشده است)، قضاوت در مورد تکامل آن بسیار دشوار است. با این وجود، محققان در تلاشند تا با تلفیق دستاوردهای علم و اندیشه بشری در دو قرن اخیر، گذشته و حال کیهان را درک کنند.

اگر به اندازه کافی خوش شانس هستید که در یک شب بدون ماه خود را زیر یک آسمان صاف در مکانی تاریک بیابید، وقتی به بالا نگاه می کنید، یک منظره فضایی باشکوه در انتظار شما است. با دوربین دوچشمی معمولی، می‌توانید افق شگفت‌انگیزی از ستارگان و لکه‌های نوری را ببینید که روی هم قرار دارند. نور این ستارگان با غلبه بر فواصل عظیم کیهانی به سیاره ما می رسد و از طریق فضا-زمان به چشمان ما راه پیدا می کند. این جهان عصر کیهان شناسی است که ما در آن زندگی می کنیم. به آن دوران ستاره ای می گویند، اما چهار مورد دیگر وجود دارد.

راه های زیادی برای مشاهده و بحث در مورد گذشته، حال و آینده کیهان وجود دارد، اما یکی از آنها بیش از دیگران توجه منجمان را به خود جلب کرده است. اولین کتاب در مورد پنج قرن از جهان در سال 1999 با عنوان "پنج عصر جهان: درون فیزیک ابدیت" منتشر شد. (آخرین به روز رسانی در سال 2013). نویسندگان کتاب، فرد آدامز و گریگوری لافلین، عنوانی را برای هر یک از پنج قرن ذکر کرده اند:

• دوران ابتدایی
• دوران پر ستاره
• دوران دژنراتیو
• عصر سیاهچاله ها
• دوران تاریک

لازم به ذکر است که همه دانشمندان طرفدار این نظریه نیستند. با این وجود، بسیاری از اخترشناسان تقسیم پنج مرحله ای را راهی مفید برای بحث در مورد چنین زمان غیرمعمول زیادی می دانند.

دوران ابتدایی

دوران ابتدایی جهان یک ثانیه پس از انفجار بزرگ آغاز شد. در اولین دوره زمانی بسیار کوچک، فضا-زمان و قوانین فیزیک، همانطور که محققان معتقدند، هنوز وجود نداشتند. این فاصله عجیب و غیرقابل درک، دوران پلانک نامیده می شود، اعتقاد بر این است که 1044 ثانیه به طول انجامید. همچنین مهم است که در نظر بگیریم که بسیاری از مفروضات در مورد دوران پلانک مبتنی بر ترکیبی از نسبیت عام و نظریه‌های کوانتومی است که نظریه گرانش کوانتومی نامیده می‌شود.

در اولین ثانیه پس از انفجار بزرگ، تورم آغاز شد - انبساط فوق العاده سریع جهان. پس از چند دقیقه، پلاسما شروع به سرد شدن کرد و ذرات زیر اتمی شروع به تشکیل و چسبیدن به هم کردند. 20 دقیقه پس از انفجار بزرگ - در یک جهان فوق داغ و گرما هسته ای - اتم ها شروع به شکل گیری کردند. سرد شدن با سرعتی سریع ادامه یافت تا اینکه 75 درصد هیدروژن و 25 درصد هلیوم در کیهان باقی ماندند، که مشابه آنچه امروز در خورشید اتفاق می افتد. حدود 380000 سال پس از انفجار بزرگ، جهان به اندازه‌ای خنک شد که اولین اتم‌های پایدار را تشکیل داد و یک تشعشع مایکروویو پس‌زمینه کیهانی ایجاد کرد که اخترشناسان آن را تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی می‌نامند.

دوران پر ستاره

من و شما در یک عصر ستاره ای زندگی می کنیم - در این زمان، بیشتر ماده ای که در کیهان وجود دارد به شکل ستاره ها و کهکشان ها است. اولین ستارگان جهان - ما اخیراً در مورد کشف آن به شما گفتیم - بسیار بزرگ بودند و به زندگی خود در قالب ابرنواخترها پایان دادند که منجر به تشکیل بسیاری از ستاره های کوچکتر دیگر شد. آنها با نیروی گرانش به یکدیگر نزدیک شدند و کهکشان هایی را تشکیل دادند.

یکی از بدیهیات عصر ستارگان این است که هر چه ستاره بزرگتر باشد، سریعتر انرژی خود را می سوزاند و سپس می میرد، معمولاً در عرض چند میلیون سال. ستارگان کوچکتر که آهسته تر انرژی مصرف می کنند مدت بیشتری فعال می مانند. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که کهکشان راه شیری ما، برای مثال، در حدود 4 میلیارد سال آینده با کهکشان همسایه آندرومدا برخورد کرده و ادغام می‌شود و کهکشان جدیدی را تشکیل می‌دهد. به هر حال، منظومه شمسی ما می تواند از این ادغام جان سالم به در ببرد، اما این امکان وجود دارد که خورشید خیلی زودتر بمیرد.

دوران انحطاط

به دنبال آن دوران انحطاط (انحطاط) می آید که حدود 1 کوئینتیلیون سال پس از انفجار بزرگ آغاز می شود و پس از آن تا 1 دوازده سیلندر ادامه خواهد داشت. در این دوره، تمام بقایای ستارگانی که امروزه قابل مشاهده هستند، بر کیهان تسلط خواهند داشت. در واقع فضا مملو از منابع نور کم نور است: کوتوله های سفید، کوتوله های قهوه ای و ستاره های نوترونی. این ستاره ها بسیار سردتر هستند و نور کمتری از خود ساطع می کنند. بنابراین، در عصر انحطاط، جهان از نور در طیف مرئی محروم خواهد شد.

در طول این دوره، کوتوله‌های قهوه‌ای کوچک بیشتر هیدروژن موجود را نگه می‌دارند و سیاهچاله‌ها با تغذیه از بقایای ستارگان رشد، رشد و نمو خواهند کرد. وقتی هیدروژن کافی در اطراف وجود نداشته باشد، جهان با گذشت زمان کم نورتر و سردتر می شود. سپس پروتون هایی که از همان ابتدای جهان وجود داشته اند شروع به مردن می کنند و ماده را حل می کنند. در نتیجه، بیشتر ذرات زیر اتمی، تشعشعات هاوکینگ و سیاهچاله ها در کیهان باقی خواهند ماند.

تشعشعات هاوکینگ یک فرآیند فرضی انتشار توسط یک سیاهچاله از ذرات بنیادی مختلف، عمدتا فوتون است. به افتخار فیزیکدان نظری بریتانیایی استیون هاوکینگ نامگذاری شده است.

عصر سیاهچاله ها

برای مدت زمان قابل توجهی، سیاهچاله ها بر کیهان تسلط خواهند داشت و بقایای جرم و انرژی را جذب می کنند. با این حال، آنها در نهایت تبخیر خواهند شد، البته بسیار آهسته.

نویسندگان کتاب، به گفته Big Think، معتقدند زمانی که سیاهچاله‌ها سرانجام تبخیر شوند، فلاش کوچکی از نور وجود خواهد داشت - تنها انرژی باقی مانده در جهان. در این مرحله، کیهان تقریباً تاریخ خواهد بود، و فقط حاوی ذرات و فوتون‌های زیراتمی کم انرژی و بسیار ضعیف است.

دوران تاریک

در نهایت، الکترون‌ها و پوزیترون‌ها که در فضا حرکت می‌کنند، با یکدیگر برخورد می‌کنند و گاهی اوقات اتم‌های پرویترونیوم را تشکیل می‌دهند. این ساختارها ناپایدار هستند، اما ذرات تشکیل دهنده آنها در نهایت از بین می روند. تخریب بیشتر سایر ذرات کم انرژی، هرچند بسیار کند، ادامه خواهد یافت. اما امشب به آسمان شب پر از ستاره نگاه کنید و نگران هیچ چیز نباشید - آنها برای مدت طولانی به جایی نخواهند رفت و درک ما از جهان و زمان ممکن است در آینده تغییر کند.