Jak skončí vesmír? „Ne s ranou, ale s rozmarem,“ napsal americký básník T.S. Eliot ohledně konce světa. Ale pokud chcete jasnější odpověď, zjistíte, že fyzici strávili nespočet hodin přeměňováním této otázky ve svých myslích a úhledně zapadali nejpravděpodobnější hypotézy do několika kategorií.
„V učebnicích a ve třídě kosmologie se dozvíme, že existují tři základní budoucnosti vesmíru,“ řekl Robert Caldwell, kosmolog Dartmouth University v Hannoveru v New Hampshire.
V jednom scénáři by se vesmír mohl navždy rozšiřovat, přičemž veškerá hmota se nakonec rozpadne na energii v takzvané „tepelné smrti“, řekl Caldwell. Případně může gravitace způsobit, že se vesmír zhroutí a vytvoří reverzní Velký třesk, nazvaný Velký křupek (vysvětlíme to později). Nebo existuje možnost, že temná energie způsobí, že expanze vesmíru zrychlí a zrychlí a vyvine se v utečený proces známý jako Velký roztržení.
Než diskutujeme o konci vesmíru, jdeme k jeho zrození. Naše současné chápání je takové, že čas a prostor začaly během Velkého třesku, kdy se vně explodoval subatomický, velmi horký a velmi hustý bod. Jakmile se věci dostatečně ochladily, částice začaly vytvářet větší struktury, jako jsou galaxie, hvězdy a veškerý život na Zemi. V současné době žijeme přibližně 13 miliard let po začátku vesmíru, ale vzhledem k různým scénářům jejího zániku není jasné, jak dlouho bude vesmír přetrvávat.
V prvním scénáři - vesmír se z důvodu tepelné smrti ukloní - všechny hvězdy ve vesmíru spálí své palivo, přičemž většina z nich zanechá husté zbytky známé jako bílé trpaslíky a neutronové hvězdy. Největší hvězdy by se zhroutily do černých děr. I když tato zvířata nejsou tak drzá, jak jsou často vylíčena, aby byla, vzhledem k dostatečnému času, jejich masivní gravitační přitažlivost přitáhla většinu hmoty do jejich všeho spotřebujících čelistí.
„Pak by se mohlo stát něco velkolepého,“ řekl Caldwell Live Science.
O černých dírách se předpokládá, že vydávají zvláštní typ emise zvané Hawkingovo záření, pojmenované pro pozdního fyzika Stephena Hawkinga, který teorii nejprve postuloval. Toto záření skutečně okrádá každou černou díru o maličký kousek hmoty, což způsobí, že se díra pomalu vypařuje. Podle Kevina Pimbbleta, astrofyzika z University of Hull ve Velké Británii, po 10 až 100 letech (to je číslo 1 následované 100 nuly) se všechny černé díry rozptýlí a nezanechají nic jiného než inertní energii.
Naproti tomu u Velké krize došlo, že gravitační přitažlivost hvězd a galaxií by jednoho dne začala opět táhnout celý vesmír dohromady. Tento proces by se podobal zpětnému velkému třesku, kdy by se galaktické shluky zhroutily a sloučily, poté by se hvězdy a planety spojily dohromady a nakonec by vše ve vesmíru znovu vytvořilo husté místo nekonečně malé velikosti.
Takový výsledek poskytuje kosmu určitý časovou symetrii. „Je to uklizené a čisté,“ řekla Caldwell. "Je to jako když jdeš kempovat; nic nenechat."
Poslední základní možnost konce vesmíru je známá jako Big Rip. V tomto scénáři temná energie - tajemná látka, která působí v opozici vůči gravitaci - tahá všechno po kuse. Expanze vesmíru se zrychluje, dokud se vzdálené galaxie od nás vzdálí tak rychle, že jejich světlo již není vidět. Jak se expanze zrychluje, stále se přibližující objekty začínají mizet za tím, co Caldwell označil jako „zeď temnoty“.
"Galaxie se rozpadnou, sluneční soustava se rozpadne, ať se vaše představivost rozběhne," řekl. "Planety a nakonec atomy, pak samotný vesmír."
K jakému „konci“ dojde?
Protože vlastnosti temné energie nejsou dosud dobře známy, vědci nevědí, který z těchto scénářů bude mít přednost. Caldwell uvedl, že doufá, že pozorovatelny ve vývoji, jako je NASA Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), nebo brzy k nasazení Large Synoptic Survey Telescope (LSST), pomůže objasnit chování temné energie, možná poskytne lepší pochopení konec vesmíru.
Existují i další exotické vyhlídky na to, jak by vesmír mohl kopnout kbelík. Podle známých fyzikálních zákonů je možné, že Higgsův boson - částice, která je zodpovědná za to, že dá všem ostatním známým částicím jejich hmotu - může jednoho dne zničit všechno. Když bylo objeveno v roce 2012, bylo zjištěno, že Higgs má hmotnost asi 126krát větší než proton. Teoreticky je možné, že se tato hmota změní. Je to proto, že vesmír nemusí být nyní ve své nejnižší možné konfiguraci energie. Celý vesmír mohl být v tom, co je známé jako nestabilní falešné vakuum, na rozdíl od skutečného vakua. Pokud by se Higgové nějak rozpadli na nižší hmotu, pak by vesmír upadl do skutečného vakuového stavu s nižší energií.
Pokud se Higgs náhle otočil, aby měl nižší hmotu a různé vlastnosti, pak by bylo podobně ovlivněno všechno ostatní ve vesmíru. Elektrony už nemusí být schopny obíhat kolem protonů, což znemožňuje atomy. Podobně by fotony mohly vyvinout hmotu, což znamená, že sluneční svit by se mohl cítit jako dešťová sprcha. Zda takový živý tvor mohl přežít takový stav, není známo.
„Zařadil bych to jako druh environmentální katastrofy částicové fyziky,“ řekl Caldwell. "To přímo nezpůsobuje zánik vesmíru - jen z něj dělá mizerné místo k životu."
