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?
Ta đã biết về quá khứ của vũ trụ: Thuyết Big Bang dự đoán rằng vạn vật, thời gian và không gian đã bắt đầu từ một trạng thái vi nén từ 14 tỷ năm trước. Và ta biết về hiện tại: các nhà khoa học dõi theo chuyển động của các ngân hà nói rằng vũ trụ đang giãn nở với một tỷ lệ tăng tốc. Vậy tương lai thì sao? Liệu ta có biết
Cosmologists have three possible answers for this question, called the Big Freeze, the Big Rip and the Big Crunch.
vũ trụ này sẽ kết thúc thế nào? Các nhà vũ trụ học có ba câu trả lời đó là Big Freeze,
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.
Big Rip và Big Crunch. Để hiểu được ba trường hợp này, hãy tưởng tượng hai vật thể đại diện cho hai ngân hà. Một sợi dây cao su ngắn, chặt giữ chúng với nhau là sức hút của lực hấp dẫn. Cùng lúc, hai cái móc kéo chúng tách ra - là lực đẩy giãn nở của vũ trụ. Cơ chế này lặp đi lặp lại, bạn sẽ có một thứ tương tự vũ trụ thật. Kết quả của trận chiến giữa hai lực này
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.
xác định cách vũ trụ kết thúc. Big Freeze xảy ra nếu lực kéo chỉ đủ mạnh để kéo căng sợi cao su cho đến khi làm mất tính co giãn của nó. Sự giãn nở không thể xảy ra nhanh hơn, nhưng vũ trụ vẫn sẽ lớn hơn. Các cụm của ngân hà sẽ tách rời. Các vật thể bên trong các ngân hà - các mặt trời, hành tinh và các hệ mặt trời sẽ di chuyển xa khỏi nhau, cho đến khi các ngân hà tan rã thành các vật thể đơn lẻ trôi nổi trong không gian rộng lớn Ánh sáng mà chúng phát ra sẽ bị "Dịch chuyển đỏ" thành các sóng dài với năng lượng rất thấp và yếu, và lượng khí phát ra quá mỏng để tạo một ngôi sao mới. Vũ trụ sẽ trở nên tối và lạnh hơn, tiến đến một trạng thái đóng băng được biết đến là Big Chill hay cái chết nhiệt của vũ trụ.
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.
Nhưng nếu lực đẩy quá mạnh, kéo căng sợi dây cao su quá giới hạn co giãn, và giật đứt nó? Nếu sự giãn nở của vũ trụ vẫn tăng tốc, nó sẽ không chỉ vượt qua lực hấp dẫn - xé toạc các ngân hà và các hệ mặt trời mà còn các lực điện từ hạt nhân, lực yếu và lực mạnh hạt nhân, các lực giữ nguyên tử và hạt nhân với nhau Kết quả là, vật chất cấu tạo nên các ngôi sao vỡ thành các mảnh nhỏ. Cả các nguyên tử và các hạt hạ nguyên tử cũng sẽ bị phá hủy.
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.
Đó là Big Rip Còn trường hợp thứ ba khi sợi dây cao su chiến thắng thì sao? Điều đó tương ứng với một tương lai mà sức mạnh của lực hấp dẫn sẽ làm ngưng sự giãn nở của vũ trụ - và đảo ngược nó. Các ngân hà sẽ bắt đầu lao vào nhau, và khi kết lại với nhau sức kéo của lực hấp dẫn, thậm chí, còn mạnh hơn. Các ngôi sao sẽ lao vào nhau và va chạm. Nhiệt độ sẽ càng tăng lên khi không gian ngày càng chặt. Kích thước của vũ trụ sẽ co lại cho đến khi mọi thứ bị nén trong một không gian rất nhỏ mà thậm chí, các nguyên tử và các hạt hạ nguyên tử cũng sẽ bị nghiền cùng nhau. Kết quả là một vũ trụ vô cùng dày đặc, nóng và nén chặt - rất giống với trạng thái trước Big Bang.
Could this tiny point of matter explode in another Big Bang?
Đây chính là Big Crunch.
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.
Liệu điểm nhỏ vật chất này có thể phát nổ thành một Big Bang khác? Liệu vũ trụ sẽ giãn ra và co lại hết lần này đến lần khác xuyên suốt lịch sử của nó? Lý thuyết mô tả một vũ trụ như vậy gọi là Big Bounce. Thực tế, không có cách nào biết được bao nhiêu lần Big Bounce như vậy đã hay sẽ xảy ra trong tương lai. Mỗi lần Big Bounce sẽ dọn sạch mọi ghi chép
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.
về lịch sử vũ trụ trước đó. Khả năng nào sẽ thành hiện thật? Câu trả lời phụ thuộc vào hình dáng chính xác của vũ trụ, lượng năng lượng tối mà nó giữ, và sự thay đổi trong tốc độ giãn nở. Hiện tại, các quan sát của ta chỉ ra rằng ta sẽ tiến tới một Big Freeze. Nhưng tin tốt là ta chắc chắn có 10 đến 100 năm năng lượng trước khi cái lạnh hình thành -