آینده محتویات کیهان

آینده

در آینده ای دور، کهکشان ها به قدری از هم دور می شوند که نور نمی تواند بین آنها حرکت کند. در نهایت، این کهکشان ها از هم می پاشند و تنها درخشش ضعیفی از انرژی را پشت سر می گذارند. این “مرگ گرمایی” نامیده می شود. با گذشت زمان، ستارگان تمام سوخت خود را مصرف می کنند و مواد مورد نیاز برای ساخت ستاره های جدید نیز از بین خواهند رفت. وقتی این اتفاق بیفتد، فقط هسته های مرده ستارگان باقی می مانند: کوتوله های سفید، ستاره های نوترونی و سیاه چاله ها. این اجسام به آرامی انرژی خود را به فضا خواهند داد. کهکشان‌ها نیز به آرامی گرد هم می‌آیند و کهکشان‌های بزرگ کهکشان‌های کوچک‌تر را می‌بلعند. در نهایت، هر خوشه کهکشانی تنها خواهد بود و قادر به دیدن چیزی فراتر از خودش نیست. اما این پایان کار نیست. در نهایت، حتی کوچکترین ذرات ماده، مانند پروتون ها، به انرژی تبدیل می شوند. این بدان معناست که در آینده ای بسیار دور، حتی ستاره ها نیز به انرژی تبدیل خواهند شد. سیاهچاله ها ناپدید خواهند شد. ستاره های نوترونی محو خواهند شد. ستارگان جهان ما یکی یکی ناپدید می شوند و تنها یک انتشار سرد و هموار از انرژی باقی می مانند. این تصویر بزرگ است. اکنون اجازه دهید نگاهی دقیق تر به هر مرحله در آینده بیندازیم.

مطالعه آینده

در تمام فضایی که می توانیم ببینیم، حدود 1022 ستاره در 1011 کهکشان وجود دارد. این مانند یک تکه کوچک از یک پای واقعا بزرگ است! دانشمندان ستاره ها را بسیار مورد مطالعه قرار داده اند و متوجه شده اند که در طول زمان چه اتفاقی برای آنها می افتد. وقتی ستاره ها متولد می شوند، هیدروژن را به هلیوم تبدیل می کنند. مدت عمر یک ستاره به بزرگی آن بستگی دارد. ستارگان واقعاً بزرگ قبل از انفجار میلیون ها سال عمر می کنند و چیزهایی مانند ستاره های نوترونی یا سیاهچاله ها را پشت سر می گذارند. ستاره های با اندازه متوسط، مانند خورشید ما، می توانند میلیاردها سال زندگی کنند. در حال حاضر خورشید تقریباً نیمی از عمر خود را طی کرده است و در نهایت به یک کوتوله سفید تبدیل خواهد شد. ستاره های کوچکتر حدود 10 تریلیون سال قبل از محو شدن در اطراف خود می مانند.

ستارگان

همانطور که ستارگان بزرگتر می شوند و محو می شوند، برخی از وسایل خود را در فضا به جای می گذارند. سپس می توان از این مواد برای ساختن ستاره های جدید، به نوعی مانند چرخه بازیافت، استفاده کرد. اما با گذشت زمان، ستاره‌های جدید کمتری ساخته می‌شوند، زیرا بسیاری از چیزها در بقایای ستاره‌های قدیمی گیر می‌کنند و کیهان همچنان بزرگ‌تر می‌شود، و این باعث می‌شود که کهکشان‌ها با هم ترکیب شوند یا چیزهای جدیدی را از فضای بین خود بگیرند.

ستارگان واقعاً بزرگ به صورت باقی مانده های تاریکی به نام ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها به پایان می رسند. اما بیشتر مواد به شکل کوتوله‌های سفید هستند که مانند تکه‌های باقی مانده از ستاره‌ها هستند که به آرامی خنک می‌شوند. ستارگان جدید برای مدت بسیار طولانی به شکل‌گیری ادامه خواهند داد، اما پس از مدتی واقعاً طولانی، مانند تریلیون‌ها سال، دوران ساخت ستاره‌های جدید به پایان خواهد رسید. پس از گذشت زمان بیشتر، مانند یک چهار میلیارد سال دیگر، حتی کوتوله‌های سفید نیز سرد می‌شوند تا فوق‌العاده سرد باشند.

تغییر فضا

در آینده دور، همه چیز در فضا تغییر زیادی خواهد کرد. اول، گرانش در منظومه های خورشیدی همه چیز را به هم می زند. نزدیک شدن بیش از حد ستارگان، برخی از سیارات را به بیرون پرتاب می کند، و برخی دیگر توسط گرانش سیارات دیگر رانده می شوند. در نهایت، سیاراتی که باقی مانده اند به دلیل چیزی به نام تشعشعات گرانشی با ستاره های خود برخورد خواهند کرد. همچنین، کهکشان ها به دلیل چیزی به نام آرامش دینامیکی گسترش خواهند یافت. اگرچه برخورد ستاره‌ها با یکدیگر نادر است، اما وقتی ستاره‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شوند، می‌توانند انرژی یکدیگر را به هم بزنند. برخی از ستاره ها سرعت خود را افزایش می دهند و فرار می کنند، در حالی که برخی دیگر سرعت خود را کاهش می دهند و به هم نزدیک می شوند. در نهایت، بیشتر ستارگان کهکشان را ترک خواهند کرد و تنها تعداد کمی را پشت سر خواهند گذاشت. این ستاره های باقیمانده به سیاهچاله بزرگ در وسط کهکشان مکیده می شوند. کل این فرآیند واقعاً زمان زیادی می برد و ما دقیقاً مطمئن نیستیم که به دلیل چیزی به نام ماده تاریک چه اتفاقی خواهد افتاد. بنابراین، اساساً کهکشان ها به آرامی در طی میلیاردها و میلیاردها سال ناپدید می شوند.

تغییر ذرات

مقیاس های زمانی را تصور کنید که آنقدر بزرگ هستند که سن جهان را کوچک جلوه می دهند. دانشمندان بر این باورند که ذرات ریز به نام پروتون ممکن است برای همیشه دوام نیاورند. در عوض، آنها می توانند به ذرات حتی کوچکتر مانند پوزیترون و پیون تجزیه شوند. این ایده از نظریه هایی می آید که سعی می کنند نیروهای مختلف را در جهان به هم متصل کنند.

این تئوری ها می گویند که پروتون ها ممکن است پس از یک زمان واقعاً بسیار طولانی، شاید بیشتر از یک میلیارد، میلیارد، میلیارد سال شکسته شوند! این روند چیزها را در جهان بسیار تغییر می دهد. این باعث می شود ستاره هایی به نام کوتوله های سفید و ستاره های نوترونی کوچکتر و محو شوند. حتی سیارات و دیگر اجرام کوچک با تجزیه پروتون‌هایشان از هم می‌شکنند.

سیاهچاله

آخرین جایگاه چیزها سیاهچاله است. حتی اگر پروتون ها شکسته شوند، این اتفاق در مرز ویژه سیاهچاله پنهان می شود. اما سیاهچاله ها برای همیشه دوام نمی آورند. در دهه 1970، استیون هاوکینگ پیشنهاد کرد که سیاهچاله ها کاملا سیاه نیستند. آنها همچنین دارای دما هستند، همراه با مواد معمول خود مانند جرم و چرخش. تکه‌های ریز ماده و متضاد آن که ضد ماده نامیده می‌شود، برای یک لحظه فوق‌العاده سریع به وجود می‌آیند. اگر این اتفاق در نزدیکی مرز سیاهچاله رخ دهد، این احتمال وجود دارد که یکی از این جفت ها در داخل گیر کند و دیگری فرار کند. این باعث می شود سیاهچاله برخی از مواد خود را از دست بدهد یا حتی ممکن است ناپدید شود. سیاهچاله های کوچک، مانند سیاهچاله هایی که به اندازه خورشید هستند.