Ministerstwo Edukacji i Nauki

22.04.2021
PL EN
14.12.2020 aktualizacja 14.12.2020

Jaki będzie koniec wszechświata? Apokalipsa według astrofizyków

Czy końcem wszechświata, jaki znamy, będzie Wielki Krach, powolna śmierć cieplna, rozerwanie przez ciemną energię, kwantowy bąbel śmierci - czy raczej czeka nas cykliczne zderzanie się wszechświatów? Dr Katie Mack przedstawia możliwe z punktu widzenia astrofizyki scenariusze kosmicznej apokalipsy.

Astrofizyczka dr Katie Mack z North Carolina State University w swojej książce "Koniec wszystkiego. Scenariusze kosmicznej apokalipsy" przedstawia kilka rozważanych przez naukowców możliwości, jak wyglądać będzie kosmiczny koniec.

ŚMIERĆ CIEPLNA

Czy coś, co zaczęło się od Wielkiego Wybuchu, może mieć nudną śmierć? Może. Nie jest wykluczone - jak sugerują astrofizycy - że nasz wszechświat będzie się tak długo rozszerzał, że gromady galaktyk oddalą się od siebie, gwiazdy się wypalą, czarne dziury wyparują... A wszechświat podążać będzie ku ciemności, pustce i tzw. śmierci cieplnej.

To jednak nie jest jedyna możliwość końca wszechświata, jaką rozważają astrofizycy. I są to apokalipsy szybsze i o wiele bardziej dramatyczne.

POLE HIGGSA I KWANTOWY BĄBEL PRÓŻNI

Zacznijmy od najszybszego scenariusza. Powiedzmy sobie od razu: może się zdarzyć, że w czasie, kiedy czytasz ten tekst, przez Ziemię przejdzie kwantowy bąbel śmierci i... nie pozostanie już nic, co znamy. A to wszystko przez pole Higgsa (zaobserwowana w CERN cząstka Higgsa to właśnie świadectwo obecności tego pola). Wartość tego pola może się bowiem kiedyś zmienić. "Całą naszą fizyczną egzystencję zawdzięczamy (...) temu, że Higgs ma taką, a nie inną wartość" - pisze Katie Mack. A to nie musi być dane raz na zawsze. Dane wskazują bowiem - jak pisze badaczka - że pole Higgsa znajduje się teraz w metastabilnym stanie, "fałszywej próżni", z której jednak może przeskoczyć do stanu bardziej stabilnego. A jeśli to nastąpi - dojdzie do tzw. rozpadu próżni. "Jest to szybki, bezbolesny proces, w wyniku którego zniszczeniu ulegnie absolutnie wszystko" - pisze astrofizyczka. Zmienić się mogą wtedy np. siły, które utrzymują cząstki.

I tak właściwości pola Higgsa mogą się zmienić, jeśli gdzieś we wszechświecie dojdzie do bardzo gwałtownego zdarzenia - np. przeogromnie wysokoenergetycznego wybuchu lub powstania malutkiej czarnej dziury (nie wiadomo, czy to możliwe). Nastąpi wtedy tzw. rozpad próżni - początkowo w bąbelku przestrzeni. "Jeśli nastąpi rozpad próżni w jakimś miejscu w kosmosie, to bąbel zacznie się rozszerzać z prędkością światła, niszcząc wszystko na swojej drodze" - uważa dr Mack. I nie wyklucza, że może być tak, że dawno, dawno temu, w jakiejś odległej galaktyce taki "kwantowy bąbel śmierci" już powstał i jego front już ku nam zmierza. Ponieważ jednak w fizyce nic nie może być szybsze niż prędkość światła, to raczej nie zobaczymy wcześniej, że ten bąbel się do nas zbliża. Jeśli taki rozpad próżni by się pojawił, to po prostu zniszczyłby nas bez żadnego ostrzeżenia.

WIELKIE ROZDARCIE

Kolejny ze scenariuszy zakłada, że wszechświat rozerwie ciemna energia. Jeśli okaże się, że pewien parametr (tzw. parametr równania stanu) ma określoną wartość, to zamiast mówić o ciemnej energii, należałoby mówić o "fantomowej ciemnej energii". A ona prowadzić będzie do tzw. Wielkiego Rozdarcia. "Gdy nastąpi Wielkie Rozdarcie, będziemy mogli dostrzec, że gwiazdy na krańcach Galaktyki nie krążą po swoich orbitach, lecz oddalają się niezauważenie jak goście pod koniec przyjęcia. Wkrótce potem nasze nocne niebo stanie się ciemniejsze, gdy przecinająca niebo wielka wstęga Drogi Mlecznej zacznie znikać" - obrazuje Katie Mack. Opisuje, że potem Ziemia oddaliłaby się od Słońca, jej atmosfera zaczęłaby zanikać, a planeta eksplodowałaby. Z czasem rozerwane byłyby również poszczególne molekuły. Autorka jednak zaraz potem powołuje się na obliczenia, że takie Wielkie Rozdarcie - o ile nastąpi - mogłoby mieć miejsce najwcześniej za ok. 200 mld lat. A więc wtedy, kiedy nie będzie już śladu po Ziemi (Słońce zmienia swoje rozmiary, rośnie jego promieniowanie - jak pisze w innym miejscu Katie Mack - za miliard lat "wszyscy się upieczemy". Za 5 mld lat natomiast Słońce spuchnie tak, że pochłonie orbitę Wenus).

WIELKI KRACH

Inny ze scenariuszy przewiduje, że dojdzie do Wielkiego Krachu (analogia do Wielkiego Wybuchu). W takim wariancie Wszechświat w pewnym momencie z jakichś powodów (np. nieznanych jeszcze właściwości ciemnej energii) przestałby się rozszerzać, a zacząłby się kurczyć. Wtedy zaś Galaktyki zaczęłyby się do siebie stopniowo zbliżać i pojawiałyby się nowe gwiazdy. A Wszechświat zapadałby się dalej, aż stawałby się mały i gorący. Na razie dane obserwacyjne wskazują jednak, że to bardzo mało prawdopodobny scenariusz. Badania pokazują bowiem, że Wszechświat nie tylko nie kurczy się, ale wręcz coraz szybciej się rozszerza.

CYKLICZNE ZDERZENIA RÓWNOLEGŁYCH WSZECHŚWIATÓW

Dr Katie Mack wspomina też o innym scenariuszu, zgodnie z którym istnieje więcej wymiarów, niż jesteśmy w stanie zobaczyć. I istnieją wszechświaty równoległe (tzw. brany), oddziałujące z naszym grawitacyjnie. Między tym wszechświatami może dojść do kosmicznego zderzenia (odbicia), które zniszczy to, co w nich istnieje i doprowadzi do nowego Wielkiego Wybuchu. Takie zderzenia wszechświatów - zgodnie z tym pomysłem - następować mogłoby cyklicznie.

Czy któryś z tych scenariuszy się spełni? Nie wiadomo, czy kiedykolwiek się o tym przekonamy. Na razie możemy tylko wskazywać, które z nich są bardziej prawdopodobne.

Książka "Koniec wszystkiego. Scenariusze kosmicznej apokalipsy" Katie Mack ukazała się nakładem wydawnictwa Zysk i s-ka.

Ludwika Tomala
 

Zapisz się na newsletter
Copyright © Fundacja PAP 2021