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?
Evrenimizin geçmişini biliyoruz: Big Bang teorisi tüm madde, zaman ve mekanın yaklaşık 14 milyar yıl önce son derece küçük, sıkışmış bir halde başladığını tahmin ediyor. Şu anımızı da biliyoruz: bilim adamlarının galaksilerin hareketi üzerine gözlemleri gösteriyor ki, evren artan bir hızda genişliyor. Peki ama gelecek hakkında ne biliyoruz? Evrenimizin nasıl sonlanacağını biliyor muyuz?
Cosmologists have three possible answers for this question, called the Big Freeze, the Big Rip and the Big Crunch.
Kozmologların bu soruya üç olası cevabı var: Büyük Buzlanma, Büyük Yırtılma ve Büyük Sıkışma.
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.
Bu üç senaryoyu anlayabilmek için galaksileri temsil eden iki obje hayal edin. Kısa, sıkı bir lastik bant bunları bir arada tutuyor olsun— işte bu yerçekimi kuvvetidir. Aynı esnada iki kanca bunları birbirinden uzaklaştırıyor olsun— işte bu, evreni genişleten itici güçtür. Bu sistemi tekrar tekrar kopyalarsanız evrenin kendisine benzer bir şey elde edersiniz. Bu iki zıt güç arasındaki savaşın sonucu evrenin sonunun nasıl gerçekleşeceğini belirleyecek.
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.
Büyük Buzlanma, objeleri uzaklaştıran güç, banda esnekliğini kaybettirecek seviyeye ulaşırsa yaşanacak olan senaryodur. Bu durumda genişleme artmaya devam edemeyecek, ama evren büyümeye devam edecektir. Galaksi kümeleri ayrılacaktır. Galaksilerin içindeki objeler- güneşler, gezegenler ve güneş sistemleri birbirlerinden uzaklaşacaktır, ta ki galaksiler büyük uzayda tek başlarına süzülen yalnız objeler olarak dağılıncaya kadar. Yaydıkları ışık kırmızıya kayarak oldukça düşük, zayıf enerjili uzun dalga boylarına dönüşecek ve yayılan gaz yeni yıldızlar yaratamayacak kadar seyrek olacaktır. Evren gittikçe karanlık ve soğuk olacak, Büyük Soğuk veya Evrenin Isı Ölümü olarak da bilinen bir donma haline geçecektir.
But what if the repulsive force is so strong 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.
Peki ya bu uzaklaştırıcı güç o kadar güçlü olsa ki plastik bandın esneklik sınırını aşıp sonuçta da yırtılmasına sebep olursa? Eğer evren genişlemeye devam ederse, sadece yerçekimi kuvvetini yenip galaksileri ve güneş sistemlerini parçalamakla kalmayacak, en sonunda atomları ve çekirdeği bir arada tutan elektromanyetik, zayıf ve güçlü nükleer kuvvetlerin de üstesinden gelecektir. Sonuç olarak, yıldızları oluşturan madde küçük parçacıklara ayrılacaktır. Atomlar ve atom altı parçacıklar bile yok edileceklerdir. İşte bu Büyük Yırtılma'dır.
What about the third scenario, 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.
Peki ya plastik bandın galip geldiği üçüncü senaryo? Bu, yerçekimi kuvvetinin evrenin genişlemesine bir son verip ardından bunu tersine çevirdiği bir olası gelecek anlamına gelecektir. Galaksiler birbirlerine doğru çekilmeye başlayacak ve birbirlerine yaklaştıkça yer çekimin gücü daha da artacaktır. Yıldızlar da birleşecek ve çarpışacaktır. Sıcaklıklar artacak ve uzay giderek daralacaktır. Her şey küçücük bir alanda sıkışana kadar evrenin boyutu o kadar küçülecektir ki atomlar ve atom-altı parçacıklar bile birbirlerine gireceklerdir. Sonuç, Big Bang öncesindeki hale çok benzeyen inanılmaz derecede yoğun, sıcak, sıkışık bir evren olacaktır. İşte bu Büyük Sıkışma'dır.
Could this tiny point of matter explode in another Big Bang? 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.
Maddenin bu küçük noktacığı yeni bir Big Bang'le patlayabilir mi? Evren, tekrar tekrar genişleyip daralarak kendi tüm tarihini yineliyor olabilir mi? Böyle bir evren tanımını yapan teori Büyük Sıçrama olarak biliniyor. Gerçekte, şimdiye kadar kaç tane sıçrama olduğunu ya da gelecekte kaç tane olabileceğini bilmemiz mümkün değil. Her sıçrayış evrenin önceki tarihine dair tüm kayıtları yok edecektir.
Which one of those scenarios will be the real one? 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.
Bu senaryolardan hangisi gerçekleşecek? Cevap evrenin kesin şekline, taşıdığı karanlık enerji miktarına ve genişleme oranındaki değişikliklere bağlıdır. Şu an için gözlemlerimiz Büyük Buzlanma'ya doğru ilerlediğimizi gösteriyor. Ama iyi haber şu ki, buzlanmadan önce muhtemelen 10 ile 100 yıl kadar zamanımız var -- o yüzden, şimdiden eldiven stoklamaya başlamayın.