Знаем за миналото на нашата планета: теорията за Големия взрив гласи, че материята, времето и пространството започват в изключително малко, компактно състояние преди 14 милиарда години. Знаем и за настоящето: наблюденията на учените върху движението на галактиките ни казва, че Вселената се разширява с много бързи темпове. Но какво знаем за бъдещето? Знаем ли как ще свърши нашата Вселена?
We know about our universe’s past: the Big Bang theory predicts that all matter, time, and space began in an incredibly tiny, compact state about 14 billion years ago. And we know about the present: scientists’ observations of the movement of galaxies tell us that the universe is expanding at an accelerated rate. But what about the future? Do we know how our universe is going to end?
Космолозите имат три възможни отговора на този въпрос, наречени Голямото замръзване, Голямото разкъсване и Големият срив.
Cosmologists have three possible answers for this question, called the Big Freeze, the Big Rip and the Big Crunch.
За да разберете тези три сценария, си представете два обекта, представляващи галактики. Къс, натегнат ластик ги държи заедно - това е привличащата сила на гравитацията. Междувременно, две куки ги разделят - това е отблъскващата сила на разширяването на Вселената. Повторете тази система отново и отново и ще получите нещо наподобяващо истинската Вселена. Резултатът от "борбата" между тези две противоположни сили определя какъв точно ще е краят на Вселената.
To understand these three scenarios, imagine two objects representing galaxies. A short, tight rubber band is holding them together— that’s the attractive force of gravity. Meanwhile, two hooks are pulling them apart— that’s the repulsive force expanding the universe. Copy this system over and over again, and you have something approximating the real universe. The outcome of the battle between these two opposing forces determines how the end of the universe will play out.
Сценарият "Голямото замръзване" ще се случи, ако разделящата обектите сила е достатъчно силна да разтегне гумения ластик, докато загуби еластичността си. Нарастването няма да увеличава скоростта си, но Вселената ще продължи да се уголемява. Групи от галактики ще се разделят. Обектите в галактиките - слънца, планети и слънчеви системи ще се отдалечават едни от други, докато галактиките не се раздробят на самостоятелни обекти, реещи се отделно в огромно пространство. Светлината, която излъчват, ще бъде отместена към червения спектър към увеличаване на дължината на вълната, с много ниски, слаби енергии, и газът, излъчван от тях, ще бъде твърде разреден, за да създаде нови звезди. Вселената ще стане по-тъмна и по-студена, наближаваща замръзване, известно още като "Голямото замръзване", или топлинната смърт на Вселената.
The Big Freeze scenario is what happens if the force pulling the objects apart is just strong enough to stretch the rubber band until it loses its elasticity. The expansion wouldn’t be able to accelerate anymore, but the universe would keep getting bigger. Clusters of galaxies would separate. The objects within the galaxies– suns, planets, and solar systems would move away from each other, until galaxies dissolved into lonely objects floating separately in the vast space. The light they emit would be redshifted to long wavelengths with very low, faint energies, and the gas emanating from them would be too thin to create new stars. The universe would become darker and colder, approaching a frozen state also known as the Big Chill, or the Heat Death of the Universe. But what if the repulsive force is so strong
Но какво, ако отблъскващата сила е толкова силна, че разтегне гумения ластик над прага на еластичността му, и всъщност го скъса? Ако разширяването на Вселената продължава да се ускорява, евентуално не само ще преодолее гравитационната сила - разкъсвайки галактики и слънчеви системи, но също и електромагнитните, слаби и силни ядрени сили, които държат атомите и ядрата заедно. Като резултат, материята, която формира звезди, ще се разбие на малки парчета. Дори атоми и субатомни частици ще бъдат унищожени. Това е "Голямото разкъсване".
that it stretches the rubber band past its elastic limit, and actually tears it? If the expansion of the universe continues to accelerate, it will eventually overcome not only the gravitational force – tearing apart galaxies and solar systems– but also the electromagnetic, weak, and strong nuclear forces which hold atoms and nuclei together. As a result, the matter that makes up stars breaks into tiny pieces. Even atoms and subatomic particles will be destroyed. That’s the Big Rip. What about the third scenario,
Ами третият сценарий, при който гуменият ластик надделява? Това съответства на възможно бъдеще, в което силата на гравитацията прекъсва разширяването на Вселената и след това го обръща. Галактиките ще започнат да се насочват една към друга и скупчвайки се заедно, тяхното гравитационно привличане ще нараства. Звездите също ще се привличат една друга и ще се сблъскат. Температурите ще се увеличат, тъй като пространство става все по-малко. Планетите ще се смаляват, докато всичко се компресира толкова много, че дори атоми и субатомни частици ще трябва да се слеят. Резултатът ще бъде невероятно плътна, гореща, компактна вселена - много прилича на състоянието предшествало Големия взрив. Това е "Големият срив".
where the rubber band wins out? That corresponds to a possible future in which the force of gravity brings the universe’s expansion to a halt— and then reverses it. Galaxies would start rushing towards each other, and as they clumped together their gravitational pull would get even stronger. Stars too would hurtle together and collide. Temperatures would rise as space would get tighter and tighter. The size of the universe would plummet until everything compressed into such a small space that even atoms and subatomic particles would have to crunch together. The result would be an incredibly dense, hot, compact universe — a lot like the state that preceded the Big Bang. This is the Big Crunch. Could this tiny point of matter explode in another Big Bang?
Може ли тази малка точка на материята да експлодира в друг Голям взрив? Може ли Вселената да се разширява и свива отново и отново, повтаряйки цялата си история? Теорията, описваща такава вселена, е известна като "Големия отскок". Всъщност няма начин да се каже колко скока са могли да се случат до сега - или колко могат да се случат в бъдеще. Всеки скок щеше да заличава информацията за предишната история на Вселената.
Could the universe expand and contract over and over again, repeating its entire history? The theory describing such a universe is known as the Big Bounce. In fact, there’s no way to tell how many bounces could’ve already happened— or how many might happen in the future. Each bounce would wipe away any record of the universe’s previous history. Which one of those scenarios will be the real one?
Кой от тези сценарии ще бъде истинският? Отговорът зависи от точната форма на Вселената, количеството тъмна енергия, което притежава, и промени в скоростта на разширяване. Към момента, според нашите наблюдения, се отправяме към Голямо замръзване. Но добрата новина е, че имаме поне още гугол години преди да дойде студът - така че не започвайте да се запасявате с ръкавици.
The answer depends on the exact shape of the universe, the amount of dark energy it holds, and changes in its expansion rate. As of now, our observations suggest that we’re heading for a Big Freeze. But the good news is that we’ve probably got about 10 to the 100th power years before the chill sets in — so don’t start stocking up on mittens just yet.