Πώς θα τελειώσει το σύμπαν; "Όχι με ένα κτύπημα αλλά με ένα κλαψοειδές", έγραψε ο Αμερικανός ποιητής T.S. Eliot σχετικά με το τέλος του κόσμου. Αλλά αν θέλετε μια πιο συγκεκριμένη απάντηση, θα διαπιστώσετε ότι οι φυσικοί έχουν περάσει αμέτρητες ώρες γυρνώντας αυτή την ερώτηση στο μυαλό τους και έχουν τακτοποιήσει τις πιο αξιόπιστες υποθέσεις σε μερικές κατηγορίες.
"Στο μάθημα της βιβλιογραφίας και της κοσμολογίας μαθαίνουμε ότι υπάρχουν τρία βασικά μέλλοντα για το σύμπαν", δήλωσε ο Robert Caldwell, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο Dartmouth στο Ανόβερο του Νιου Χάμσαϊρ.
Σε ένα σενάριο, ο Κόσμος θα μπορούσε να συνεχίσει να επεκτείνεται για πάντα, με όλα τα υλικά να αποσυντίθενται τελικά σε ενέργεια σε αυτό που είναι γνωστό ως «Θερμικός θάνατος», είπε ο Caldwell. Εναλλακτικά, η βαρύτητα μπορεί να αναγκάσει το σύμπαν να καταρρεύσει ξανά, δημιουργώντας μια αντίστροφη Big Bang, που ονομάζεται Big Crunch (θα το εξηγήσουμε αργότερα). Ή υπάρχει η πιθανότητα ότι η σκοτεινή ενέργεια θα προκαλέσει την επιτάχυνση της επέκτασης του σύμπαντος γρηγορότερα και ταχύτερα, εξελισσόμενη σε μια διαδικασία διαφυγής που είναι γνωστή ως Big Rip.
Πριν συζητήσουμε το τέλος του σύμπαντος, ας πάμε στη γέννησή του. Η τρέχουσα αντίληψή μας είναι ότι ο χρόνος και ο χώρος ξεκίνησαν κατά τη διάρκεια της Μεγάλης Έκρηξης, όταν ένα υποατομικό, εξαιρετικά καυτό και υπερβολικά πυκνό σημείο εξερράγη προς τα έξω. Όταν τα πράγματα ψυχθούν αρκετά, τα σωματίδια άρχισαν να σχηματίζουν μεγαλύτερες δομές όπως γαλαξίες, αστέρια και όλη τη ζωή στη Γη. Σήμερα ζούμε περίπου 13 δισεκατομμύρια χρόνια μετά την έναρξη του σύμπαντος, αλλά, λόγω των διαφορετικών σεναρίων για την κατάρριψή του, δεν είναι σαφές πόσο περισσότερο θα διαρκέσει το σύμπαν.
Στο πρώτο σενάριο - το σύμπαν βγάζει από την ύπαρξή του λόγω θέρμανσης - όλα τα αστέρια στον κόσμο θα καούν τα καύσιμα τους, με τους περισσότερους να αφήνουν πίσω τους πυκνά υπολείμματα γνωστά ως άσπρους νάνους και αστέρια νετρονίων. Τα μεγαλύτερα αστέρια θα κατέρρεαν σε μαύρες τρύπες. Ενώ αυτά τα ζώα δεν είναι τόσο επιπόλαια όσο συχνά απεικονίζονται να είναι, δεδομένου αρκετού χρόνου, η μαζική βαρυτική τους έλξη θα τραβούσε το μεγαλύτερο μέρος της ύλης τους σε όλες τις καταναλώτριες.
"Τότε θα μπορούσε να συμβεί κάτι θεαματικό", δήλωσε ο Caldwell στο Live Science.
Οι μαύρες τρύπες θεωρείται ότι εκπέμπουν ένα ειδικό είδος εκπομπής που ονομάζεται ακτινοβολία Hawking, το οποίο ονομάστηκε για τον αείμνηστο φυσικό Stephen Hawking, ο οποίος πρώτα θεώρησε τη θεωρία. Αυτή η ακτινοβολία ρίχνει στην πραγματικότητα κάθε μαύρη τρύπα από ένα μικρό κομμάτι μάζας, προκαλώντας την αργή εξάτμιση της οπής. Μετά από τα 10 έως τα 100 χρόνια (που είναι ο αριθμός 1 ακολουθούμενος από 100 μηδενικά), όλες οι μαύρες τρύπες θα εξαφανιστούν, αφήνοντας πίσω τους τίποτα αλλά αδρανή ενέργεια, σύμφωνα με τον Kevin Pimbblet, αστροφυσικό στο Πανεπιστήμιο του Hull στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Κάτω από το Big Crunch, αντίθετα, η βαρυτική έλξη των αστεριών και των γαλαξιών θα ξεκινήσει μια μέρα να τραβήξει μαζί ολόκληρο το σύμπαν. Η διαδικασία θα έμοιαζε με ένα παρελθόν Big Bang, με τα γαλαξιακά σμήνη να συντρίβουν και να συγχωνεύονται, τότε τα αστέρια και οι πλανήτες να συγχωνεύονται και τελικά, όλα στο σύμπαν θα σχηματίσουν πάλι ένα πυκνό σημείο άπειρου μεγέθους.
Ένα τέτοιο αποτέλεσμα παρέχει κάποια χρονική συμμετρία στον Κόσμο. «Είναι καθαρό και καθαρό», είπε ο Caldwell. "Είναι σαν να πηγαίνετε κάμπινγκ, να μην αφήσετε τίποτα πίσω".
Η τελική βασική δυνατότητα για το τέλος του σύμπαντος είναι γνωστή ως το Big Rip. Σε αυτό το σενάριο, η σκοτεινή ενέργεια - η μυστηριώδης ουσία που ενεργεί σε αντίθεση με τη βαρύτητα - τραβάει τα πάντα εκτός από το κομμάτι. Η επέκταση του Κόσμου επιταχύνει μέχρι να απομακρυνθούν οι μακρινοί γαλαξίες από μας τόσο γρήγορα ώστε το φως τους να μην φαίνεται πλέον. Καθώς η επέκταση επιταχύνεται, όλο και πιο κοντά αντικείμενα αρχίζουν να εξαφανίζονται πίσω από αυτό που ο Caldwell χαρακτήρισε ως "τοίχο σκοτάδι".
"Οι γαλαξίες απομακρύνονται, το ηλιακό σύστημα απομακρύνεται, αφήστε τη φαντασία σας να τρέξει άγρια", είπε. "Πλανήτες, και τελικά άτομα, τότε το ίδιο το σύμπαν".
Ποιο "τέλος" θα συμβεί;
Επειδή οι ιδιότητες της σκοτεινής ενέργειας δεν είναι ακόμη καλά κατανοητές, οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ποια από αυτά τα σενάρια θα επικρατήσουν. Ο Caldwell δήλωσε ότι ελπίζει ότι τα παρατηρητήρια που βρίσκονται σε εξέλιξη, όπως το Wide Field Surveillance Telescope (WFIRST) της NASA ή το τεράστιο τηλεπικοινωνιακό τεστ μεγάλης συνοπτικής έρευνας (LSST), θα βοηθήσουν στην αποσαφήνιση της συμπεριφοράς της σκοτεινής ενέργειας, το τέλος του σύμπαντος.
Υπάρχουν και άλλες εξωτικές προοπτικές για το πώς ο Κόσμος μπορεί να κλωτσήσει τον κάδο. Σύμφωνα με τους γνωστούς νόμους της φυσικής, είναι πιθανό το μποζόνιο Higgs - ένα σωματίδιο που είναι υπεύθυνο για τη μάζα όλων των άλλων γνωστών σωματιδίων - θα μπορούσε καταστρέψει τα πάντα. Όταν ανακαλύφθηκε το 2012, το Higgs βρέθηκε να έχει μια μάζα περίπου 126 φορές μεγαλύτερη από αυτή ενός πρωτονίου. Αλλά είναι θεωρητικά δυνατό να αλλάξει αυτή η μάζα. Αυτό συμβαίνει επειδή το σύμπαν μπορεί να μην βρίσκεται στη χαμηλότερη δυνατή ενεργειακή διαμόρφωσή του αυτή τη στιγμή. Ολόκληρος ο Κόσμος θα μπορούσε να είναι σε αυτό που είναι γνωστό ως ένα ασταθές λανθασμένο κενό, σε αντίθεση με ένα πραγματικό κενό. Εάν το Higgs ήταν κάπως αποσυντεθειμένο σε μια χαμηλότερη μάζα, τότε το σύμπαν θα πέσει σε μια πραγματική κατάσταση κενού χαμηλής ενέργειας.
Αν ο Χίτς ξαφνικά αναποδογυρίσει να έχει μια χαμηλότερη μάζα και διαφορετικές ιδιότητες, τότε όλα τα άλλα στο σύμπαν θα επηρεαστούν παρομοίως. Τα ηλεκτρόνια μπορεί να μην είναι πλέον σε θέση να τροχίζουν γύρω από τα πρωτόνια, καθιστώντας τα άτομα αδύνατα. Ομοίως, τα φωτόνια θα μπορούσαν να αναπτύξουν μάζα, πράγμα που σημαίνει ότι η ηλιοφάνεια θα μπορούσε να αισθανθεί σαν ντους βροχής. Το αν υπάρχουν ή όχι ζώντα πλάσματα μπορεί να επιβιώσει σε μια τέτοια κατάσταση είναι άγνωστο.
"Θα το κατατάξω ως περιβαλλοντική καταστροφή ως φυσική καταστροφή σωματιδίων", δήλωσε ο Caldwell. "Δεν προκαλεί άμεσα την κατάρρευση του σύμπαντος - το κάνει απλώς ένα μπερδεμένο μέρος για να ζήσει».
