5 lewensiklusse van die heelal: in watter stadium leef ons?

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Elke lewende ding op ons planeet word gebore, word volwasse, word ouer en sterf uiteindelik. Al hierdie wette geld ook buite die Aarde – sterre, sonnestelsels en sterrestelsels vergaan ook mettertyd.

Die verskil bestaan net in tyd - wat vir jou en my na die ewigheid lyk, volgens die standaarde van die Heelal, is totale onsin. Maar wat van die heelal self? Soos jy weet, is sy gebore na die Oerknal 13, 8 biljoen jaar gelede, maar wat gebeur nou met haar? Wat is die lewensiklus van die Heelal self en waarom onderskei navorsers vyf stadiums van sy ontwikkeling?

Vyf eeue van die heelal

Sterrekundiges glo dat vyf stadiums van evolusie 'n gerieflike manier is om die ongelooflike lang lewe van die heelal voor te stel. Stem saam, in 'n tyd wanneer ons net 5% van die sigbare Heelal ken (die oorblywende 95% word deur geheimsinnige donker materie beset, waarvan die bestaan nog bewys moet word), is dit nogal moeilik om die evolusie daarvan te oordeel. Nietemin probeer navorsers om die verlede en hede van die Heelal te verstaan deur die prestasies van wetenskap en menslike denke van die afgelope twee eeue te kombineer.

As jy gelukkig genoeg is om jouself op 'n maanlose nag onder 'n helder lug in 'n donker plek te bevind, dan wag 'n manjifieke ruimtelandskap op jou wanneer jy opkyk. Met 'n gewone verkyker kan jy 'n verbysterende skyline van sterre en ligspikkels sien wat oorvleuel. Lig van hierdie sterre bereik ons planeet deur groot kosmiese afstande te oorkom en maak sy pad na ons oë deur ruimte-tyd. Dit is die heelal van die kosmologiese era waarin ons leef. Dit word die sterre-era genoem, maar daar is vier ander.

Daar is baie maniere om die verlede, hede en toekoms van die heelal te sien en te bespreek, maar een van hulle het die aandag van sterrekundiges meer as ander getrek. Die eerste boek oor vyf eeue van die heelal is in 1999 gepubliseer, getiteld "Five Ages of the Universe: Inside the Physics of Eternity." (laas opgedateer in 2013). Die skrywers van die boek, Fred Adams en Gregory Laughlin, het 'n titel aan elk van die vyf eeue gegee:

• Primitiewe era
• Sterretydperk
• Degeneratiewe era
• Era van swart gate
• Donker era

Daar moet kennis geneem word dat nie alle wetenskaplikes ondersteuners van hierdie teorie is nie. Nietemin vind baie sterrekundiges die vyfstap-afdeling 'n nuttige manier om so 'n buitengewoon groot hoeveelheid tyd te bespreek.

Primitiewe era

Die primitiewe era van die heelal het 'n sekonde ná die Oerknal begin. Gedurende die eerste, baie klein tydperk van tyd, het ruimte-tyd en die wette van fisika, soos die navorsers glo, nog nie bestaan nie. Hierdie vreemde, onverstaanbare interval word die Planck-era genoem, daar word geglo dat dit 1044 sekondes geduur het. Dit is ook belangrik om in ag te neem dat baie van die aannames oor die Planck-era gebaseer is op 'n baster van algemene relatiwiteit en kwantumteorieë, wat die teorie van kwantumswaartekrag genoem word.

In die eerste sekonde ná die Oerknal het inflasie begin –’n ongelooflike vinnige uitbreiding van die heelal. Na 'n paar minute het die plasma begin afkoel, en subatomiese deeltjies het begin vorm en aan mekaar kleef. 20 minute ná die Oerknal – in’n superwarm, termonukleêre heelal – het atome begin vorm. Verkoeling het vinnig voortgegaan totdat 75% waterstof en 25% helium in die heelal oorgebly het, wat soortgelyk is aan wat vandag op die Son gebeur. Sowat 380 000 jaar ná die Oerknal het die heelal genoeg afgekoel om die eerste stabiele atome te vorm en’n kosmiese agtergrondmikrogolfbestraling te skep, wat sterrekundiges die kosmiese mikrogolfagtergrondstraling noem.

Sterretydperk

Ek en jy leef in 'n sterretydperk - op hierdie tydstip neem die meeste van die materie wat in die Heelal bestaan die vorm van sterre en sterrestelsels aan. Die eerste sterre in die heelal – ons het jou onlangs van die ontdekking daarvan vertel – was groot en het hul lewens in die vorm van supernovas beëindig, wat gelei het tot die vorming van baie ander, kleiner sterre. Gedryf deur die swaartekrag het hulle mekaar genader om sterrestelsels te vorm.

Een van die aksiomas van die ster-era is dat hoe groter die ster, hoe vinniger verbrand dit sy energie en sterf dan, gewoonlik binne 'n paar miljoen jaar. Kleiner sterre wat stadiger energie verbruik, bly langer aktief. Wetenskaplikes voorspel dat ons Melkweg-sterrestelsel byvoorbeeld oor sowat 4 miljard jaar met die naburige Andromeda-sterrestelsel sal bots en saamsmelt om’n nuwe een te vorm. Terloops, ons sonnestelsel kan hierdie samesmelting oorleef, maar dit is moontlik dat die son baie vroeër sal sterf.

Die era van degenerasie

Dit word gevolg deur die era van degenerasie (degenerasie), wat ongeveer 1 kwintiljoen jaar na die Oerknal sal begin en tot 1 duodesillion daarna sal duur. Gedurende hierdie tydperk sal al die oorblyfsels van sterre wat vandag sigbaar is, die Heelal oorheers. Trouens, die ruimte is vol dowwe ligbronne: witdwerge, bruindwerge en neutronsterre. Hierdie sterre is baie kouer en straal minder lig uit. Dus, in die era van degenerasie, sal die heelal van lig in die sigbare spektrum ontneem word.

Gedurende hierdie era sal klein bruin dwergies die meeste van die beskikbare waterstof vashou, en swart gate sal groei, groei en groei, en voed op die oorblyfsels van sterre. Wanneer daar nie genoeg waterstof rondom is nie, sal die heelal mettertyd dowwer en kouer word. Dan sal die protone wat van die heel begin van die heelal af bestaan het, begin sterf en materie oplos. As gevolg hiervan sal die meeste van die subatomiese deeltjies, Hawking-straling en swart gate in die heelal bly.

Hawking-straling is 'n hipotetiese proses van emissie deur 'n swart gat van verskeie elementêre deeltjies, hoofsaaklik fotone; vernoem na die Britse teoretiese fisikus Stephen Hawking.

Die era van swart gate

Vir 'n aansienlike tydperk sal swart gate die heelal oorheers en die oorblyfsels van massa en energie intrek. Hulle sal egter uiteindelik verdamp, al is dit baie stadig.

Die skrywers van die boek glo, volgens Big Think, dat wanneer die swart gate uiteindelik verdamp, daar’n klein flits lig sal wees – die enigste oorblywende energie in die heelal. Op hierdie stadium sal die heelal amper geskiedenis wees, wat slegs lae-energie, baie swak subatomiese deeltjies en fotone bevat.

Donker era

Uiteindelik sal elektrone en positrone wat deur die ruimte dryf met mekaar bots en soms proitroniumatome vorm. Hierdie strukture is onstabiel, maar hul samestellende deeltjies sal uiteindelik vernietig word. Verdere vernietiging van ander lae-energie deeltjies sal voortgaan, alhoewel baie stadig. Maar kyk vanaand na die naghemel vol sterre en moenie bekommerd wees oor enigiets nie - hulle sal vir 'n baie lang tyd nêrens heen gaan nie, en ons begrip van die Heelal en tyd kan in die toekoms verander.