Ученые рассказали, в какую эпоху Вселенной живет человечество

Фото: Pablo Carlos Budassi

Если вам посчастливилось оказаться под чистым небом в безлунную ночь, скорее всего, вы станете свидетелем прекрасного звездного неба. Бесчисленные точки света над головой, разбросанные в пространстве и времени. Такова Вселенная космологической эры, в которой мы живем. Она называется звездной эпохой, и кроме нее есть еще четыре, пишет Big Think.

Пять эпох Вселенной

Есть много способов описания прошлого и будущего Вселенной, но один из них очень полюбился многим астрономам. Впервые опубликовавшие в 1999 году свою книгу Фред Адамс и Грегори Лафлин разделили жизнь Вселенной на пять эпох:

• Первозданная эпоха;
• Звездная эпоха;
• Дегенеративная эпоха;
• Эпоха черных дыр;
• Темная эпоха.

Последний раз книга была обновлена в соответствии с текущими научными представлениями в 2013 году.

Первозданная эпоха

В эту эпоху начинается Вселенная, хотя вопрос о том, чтобы было до нее и откуда она взялась, все еще остается предметом обсуждения. Как известно, Вселенная началась с Большого взрыва, который произошел около 13,8 млрд лет назад.

По словам ученых, сперва пространство-время, а также другие законы физики просто не существовали. Такой интервал называется "эпохой Планка", которая длилась от 10 до 44 секунд до Большого взрыва. Многое из того, что сейчас приписывается эпохе Планка является теоретическим, в значительной степени основанным на гибриде теории относительности и квантовой теории, называемом квантовой гравитацией.

Секунду спустя после Большого взрыва началась инфляция – резкое расширение Вселенной до 100 триллионов триллионов раз больше ее первоначального размера.

Спустя еще несколько минут плазма начала остывать, субатомные частицы начали формироваться и слипаться друг с другом. Через 20 минут после Большого взрыва в сверхгорячей Вселенной, работающей на термоядерном синтезе, начали формироваться атомы. Охлаждение происходило быстро, оставив Вселенную, состоящую из 75% водорода и 25% гелия, подобно тому, что мы видим сегодня на Солнце.

Примерно через 380 тыс. лет после Большого взрыва Вселенная остыла настолько, что начали формироваться первые стабильные атомы. Так как электроны были заняты атомами, фотоны испускались в виде фонового свечения, которое сегодня астрономы обнаруживают как фоновое космическое излучение.

Астроном Фил Плэйт предполагает, что инфляция была похожа на простынь, которую резко потянули за край, сглаживая энергию Вселенной. Уцелевшие мелкие скопления в конечном итоге увеличились, объединяясь в более плотные области энергии. Они стали зачатками звездообразования, их гравитация притягивала темную материю и обычную материю, чтобы в конце концом сформироваться в первые звезды.

Звездная эпоха

Хорошо знакомая человечеству эра, когда большая часть материи во Вселенной, принимает форму звезд и галактик.

Звезда образуется, когда газовый карман становится все плотнее и плотнее, до тех пор пока рядом находящаяся материя не схлопнется. Процесс выделяет достаточно тепла, чтобы вызвать ядерный синтез в ядре будущей звезды.

Первые звезды были невероятно огромны, но они взрывались как сверхновые, образуя больше звезд меньшего размера.

Одна из аксиом звездной эры состоит в том, что чем больше звезда, тем быстрее она сжигает свою энергию, умирая всего за пару миллионов лет. Меньшие звезды потребляют энергию медленнее, дольше оставаясь активными.

В эту эпоху звезды и галактики постоянно появляются и умирают, сгорая и сталкиваясь друг с другом.

Например, наша галактика Млечный Путь скорее всего, столкнется и объединится с соседней галактикой Андромеды через 4 млрд лет. В результате столкновения образуется новая галактика, которую ученые называют Милкомедой.

Возможно, наша Солнечная система сможет пережить это столкновение, но не стоит успокаиваться. Примерно через 1 млрд лет Солнце исчерпает водород и начнет раздуваться до красного гиганта, в конечном итоге, поглотив Землю.

Дегенеративная эпоха

Эра вырождения начнется примерно через 1 квинтиллион лет после Большого взрыва и продлится до 1 дуодециллиона. В этот период во Вселенной будут доминировать остатки тех звезд, которые активны сегодня. Ночное небо станет более темным с горсткой тусклых точек: белыми карликами, коричневыми карлика и нейтронными звездами.

Такие "выродившиеся" звезд намного холоднее и излучают меньше света, чем нынешние. Иногда умирающие звезды будут сталкиваться, освещая небо краткосрочными вспышками. Но в основном небо будет лишено света в видимом спектре.

В эту эпоху маленькие коричневые карлики будут обладать большей частью водорода во Вселенной, а черные дыры начнут расти все больше и больше, питаясь остатками звезд. Поскольку во Вселенной будет оставаться все меньше водорода, образование звезд полностью прекратится. Сама Вселенная будет становиться не только темнее, но и холоднее.

Протоны со времен Большого взрыва начнут умирать, растворяя материю, оставив после себя Вселенную субатомных частиц, тусклого света и черных дыр.

Эпоха черных дыр

В течение значительного периода времени черные дыры будут доминировать во Вселенной, втягивая в себя оставшуюся массу и энергию.

Но в конце концов даже они испарятся, медленно распыляя вокруг себя все содержимое. По оценке астрономов, для рассеивания небольшой черной дыры, превышающей массу Солнца в 50 раз, потребуется около 1068 лет.

Когда последняя черная дыра исчерпает себя до последней капли, произойдет небольшой всплеск света, когда высвободится единственная оставшаяся часть энергии во Вселенной. К этому моменту знакомая нам Вселенная уже будет историей, в ней останутся лишь слабые субатомные частицы и фотоны с низкой энергией.

Темная эра

Эту веху достаточно легко описать – любой свет во Вселенной исчезнет навсегда. К счастью, до этого момента еще очень-очень далеко, мы и наши потомки смогут любоваться прекрасным ночным небом на протяжении тысяч и тысяч лет.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform