Mokslas ir IT

2020.08.15 22:25

Kaip atrodys visatos pabaiga? Tai bus įspūdingiausi visų laikų fejerverkai

LRT.lt2020.08.15 22:25

Sunkiai įsivaizduojamoje tolimoje ateityje juodosiomis nykštukėmis vadinamos šaltos žvaigždžių liekanos ims sproginėti it supernovos ir virs įspūdingiausiais visų laikų finaliniais fejerverkais, rašo „Science“. Tokios yra naujausio tyrimo išvados, kuriose teigiama, kad visata surengs įspūdingą pabaigos šou, o tada viskas nurims ir užtems visiems laikams.

Astronomai seniai svarsto, kokia pabaiga laukia visos kosminės erdvės. Žinomi fizikos dėsniai leidžia manyti, kad už maždaug 10100 (vienetas ir 100 nulių) metų nustos rastis naujų žvaigždžių, galaktikos užtems ir net juodosios skylės pradės garuoti – prasidėjus Hawkingo spinduliavimu vadinamam procesui, iš jų liks tik paprastos subatominės dalelės ir energija. Erdvės plėtimasis šią energiją atvėsins iki maždaug 0 kelvino arba absoliutaus nulio – taip bus duotas signalas apie šiluminę visatos mirtį ir visišką entropiją.

Tačiau šį pavasarį skaitydamas astrofizikos paskaitą Ilinojaus valstybiniame universitete fizikas teoretikas Mattas Caplanas suvokė, koks likimas laukia vienos objektų grupės, apie kurią iki tol niekas nebuvo pagalvojęs. Išeikvojusios savo termobranduolinį kurą mažos masės žvaigždės, tokios kaip Saulė, nesprogsta taip dramatiškai kaip supernovos, o tiesiog pamažu nusimeta išorinius sluoksnius, pasilikdamos tik itin karštą maždaug Žemės dydžio šerdį, vadinamą baltąja nykštuke.

„Jos yra kaip nuo viryklės nukelti puodai, – sako M. Caplanas. – Jos vės ir vės ir vės praktiškai amžinai.“

Didžiuliam baltosios nykštukės gravitaciniam svoriui atsvarą sudaro jėga, vadinama elektronų degeneraciniu slėgiu. Suspauskite elektronus kartu ir kvantinės mechanikos dėsniai neleis jiems užimti tos pačios būsenos, tačiau sudarys galimybes atsistumti atgal ir palaikyti liekanos masę.

Baltosios nykštukės dalelės lieka „įkalintos“ kristalinėje gardelėje, kuri spinduliuoja karštį trilijonus metų – kur kas ilgiau nei dabartinis visatos amžius. Tačiau galiausiai šios liekanos atvėsta ir tampa juodosiomis nykštukėmis.

Juodosioms nykštukėms nepakanka energijos vykdyti branduolines reakcijas, todėl jų viduje mažai kas vyksta. Kad vyktų lydymasis, reikalingi įkrauti atomų branduoliai, kurie padėtų įveikti galingą elektrostatinį atstūmimą ir susilietų. Vis dėlto per ilgesnį laiko tarpą kvantinė mechanika leidžia dalelėms ištekėti pro energetinius barjerus, o tai reiškia, kad lydimasis gali vykti, nors ir labai lėtai.

Tokiems atomams kaip silicis ir nikelis lydantis su geležimi, susidaro pozitronai – elektronų antidalelės. Šie pozitronai labai lėtai naikina kai kuriuos juodosios nykštukės centre esančius elektronus ir silpnina jos degeneracinį slėgį. Kaip M. Caplanas šį mėnesį rašo žurnale „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“, žvaigždėms, kurių masė yra maždaug 1,2-1,4 karto didesnė už Saulės masę, t. y. maždaug 1 proc. visų visatos žvaigždžių, šis silpnėjimas galiausiai baigsis katastrofišku gravitaciniu kolapsu, kuris sukels milžinišką, į supernovą panašų sprogimą.

M. Caplano teigimu, tokie sprogimai prasidės maždaug po 101100 metų, t. y. po tokio laiko tarpo, kokį žmogaus smegenims vargu ar įmanoma suvokti. Jau ir taip sunkiai suvokiamas skaičius 10100 yra vadinamas gugolu, tad 101100 bus po gugolo gugolo gugolo gugolo gugolo gugolo gugolo gugolo gugolo gugolo gugolo metų. Tokie sprogimai tęsis maždaug iki 1032000 metų nuo dabar.

Keliautojas laiku, norintis tapti šio paskutinio kosminio šou liudininku, greičiausiai liks nusivylęs. Iki to laiko paslaptinga, priešingai gravitacijai veikianti medžiaga, vadinama juodąja energija, jau bus visus visatos objektus taip atitolinusi vieną nuo kito, kad atskiras juodąsias nykštukes skirs didžiuliai tamsos plotai.

M. Caplanui patinka žvilgčioti į tolimą ateitį. „Man atrodo, kad mūsų pačių mirtingumo suvokimas verčia domėtis visatos pabaiga, – sako jis. – Kai niekas nesiseka, gali save paguosti, kad visa tai bus nesvarbu, iki maksimumo padidėjus entropijai.“