5 livscyklusser i universet: hvilket stadium lever vi i?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Alle levende ting på vores planet bliver født, modnes, bliver ældre og dør til sidst. Alle disse love gælder også uden for Jorden – stjerner, solsystemer og galakser går også under med tiden.

Forskellen eksisterer kun i tid - det, der for dig og mig virker som evighed, efter universets standarder, er komplet nonsens. Men hvad med selve universet? Som du ved, blev hun født efter Big Bang for 13, 8 milliarder år siden, men hvad sker der nu med hende? Hvad er selve universets livscyklus, og hvorfor skelner forskere mellem fem stadier af dets udvikling?

Fem århundreder af universet

Astronomer mener, at fem udviklingsstadier er en bekvem måde at repræsentere universets utroligt lange liv. Enig, på et tidspunkt, hvor vi kun kender 5% af det synlige univers (de resterende 95% er besat af mystisk mørkt stof, hvis eksistens endnu ikke er bevist), er det ret svært at bedømme dets udvikling. Ikke desto mindre forsøger forskere at forstå universets fortid og nutid ved at kombinere resultaterne af videnskab og menneskelig tankegang i de sidste to århundreder.

Hvis du er så heldig at finde dig selv under en klar himmel på et mørkt sted på en måneløs nat, så venter et storslået rumlandskab dig, når du kigger op. Med en almindelig kikkert kan du se en forbløffende skyline af stjerner og lyspletter, der overlapper hinanden. Lys fra disse stjerner når vores planet og overvinder enorme kosmiske afstande og går til vores øjne gennem rumtiden. Dette er universet i den kosmologiske æra, som vi lever i. Det kaldes stjernernes æra, men der er fire andre.

Der er mange måder at se og diskutere universets fortid, nutid og fremtid på, men en af dem har tiltrukket astronomers opmærksomhed mere end andre. Den første bog om fem århundreder af universet blev udgivet i 1999, med titlen "Five Ages of the Universe: Inside the Physics of Eternity." (senest opdateret i 2013). Forfatterne af bogen, Fred Adams og Gregory Laughlin, gav en titel til hvert af de fem århundreder:

• Primitiv æra
• Stjerneklar æra
• Degenerativ æra
• Era med sorte huller
• Mørke æra

Det skal bemærkes, at ikke alle videnskabsmænd er tilhængere af denne teori. Ikke desto mindre finder mange astronomer femtrinsopdelingen en nyttig måde at diskutere så usædvanligt meget tid på.

Primitiv æra

Den primitive æra af universet begyndte et sekund efter Big Bang. I løbet af den første, meget lille tidsperiode, eksisterede rum-tid og fysikkens love, som forskerne mener, endnu ikke. Dette mærkelige, uforståelige interval kaldes Planck-æraen, det menes, at det varede 1044 sekunder. Det er også vigtigt at tage i betragtning, at mange af antagelserne om Planck-æraen er baseret på en hybrid af generel relativitet og kvanteteorier, kaldet teorien om kvantetyngdekraften.

I det første sekund efter Big Bang begyndte inflationen – en utrolig hurtig udvidelse af universet. Efter et par minutter begyndte plasmaet at afkøle, og subatomære partikler begyndte at dannes og klæbe sammen. 20 minutter efter Big Bang - i et supervarmt, termonukleært univers - begyndte atomer at dannes. Afkølingen foregik i et hurtigt tempo, indtil 75 % brint og 25 % helium var tilbage i universet, hvilket svarer til det, der sker på Solen i dag. Omkring 380.000 år efter Big Bang kølede universet nok ned til at danne de første stabile atomer og skabe en kosmisk baggrundsmikrobølgestråling, som astronomerne kalder den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.

Stjerneklar æra

Du og jeg lever i en stjerneæra - på dette tidspunkt tager det meste af det stof, der findes i universet, form af stjerner og galakser. De første stjerner i universet - vi fortalte dig for nylig om dets opdagelse - var enorme og endte deres liv i form af supernovaer, hvilket førte til dannelsen af mange andre, mindre stjerner. Drevet af tyngdekraften nærmede de sig hinanden for at danne galakser.

En af stjernetidens aksiomer er, at jo større stjernen er, jo hurtigere forbrænder den sin energi og dør derefter, normalt på blot et par millioner år. Mindre stjerner, der forbruger energi langsommere, forbliver aktive længere. Forskere forudser, at vores Mælkevejsgalakse for eksempel vil kollidere og smelte sammen med nabogalaksen Andromeda om cirka 4 milliarder år for at danne en ny. Vores solsystem kan i øvrigt overleve denne fusion, men det er muligt, at solen dør meget tidligere.

Degenerationens æra

Dette efterfølges af æraen med degeneration (degeneration), som begynder omkring 1 kvintillion år efter Big Bang og vil vare op til 1 duodecilion efter det. I denne periode vil alle resterne af stjerner, der er synlige i dag, dominere universet. Faktisk er rummet fuld af svage lyskilder: hvide dværge, brune dværge og neutronstjerner. Disse stjerner er meget koldere og udsender mindre lys. Således vil universet i degenerationens æra blive berøvet lys i det synlige spektrum.

I løbet af denne æra vil små brune dværge holde på det meste af det tilgængelige brint, og sorte huller vil vokse, vokse og vokse, og lever af resterne af stjerner. Når der ikke er nok brint omkring, vil universet med tiden blive svagere og koldere. Så vil de protoner, der har eksisteret helt fra universets begyndelse, begynde at dø og opløse stof. Som et resultat vil de fleste af de subatomære partikler, Hawking-stråling og sorte huller forblive i universet.

Hawking-stråling er en hypotetisk proces med emission fra et sort hul af forskellige elementære partikler, hovedsageligt fotoner; opkaldt efter den britiske teoretiske fysiker Stephen Hawking.

De sorte hullers æra

I en betydelig periode vil sorte huller dominere universet og trække resterne af masse og energi til sig. De vil dog til sidst fordampe, omend meget langsomt.

Bogens forfattere mener ifølge Big Think, at når de sorte huller endelig fordamper, vil der være et lille lysglimt – den eneste tilbageværende energi i universet. På dette tidspunkt vil universet næsten være historie, der kun indeholder lavenergi, meget svage subatomære partikler og fotoner.

Mørke æra

Til sidst vil elektroner og positroner, der driver gennem rummet, kollidere med hinanden og nogle gange danne proitroniumatomer. Disse strukturer er ustabile, men deres partikler vil til sidst blive ødelagt. Yderligere ødelæggelse af andre lavenergipartikler vil fortsætte, omend meget langsomt. Men i aften kig ind i nattehimlen fuld af stjerner og bekymre dig ikke om noget - de vil ikke gå nogen steder i meget lang tid, og vores forståelse af universet og tiden kan ændre sig i fremtiden.