Jika kita mengetahui sesuatu dengan tepat tentang alam semesta kita, itu adalah bahwa alam semesta itu tidak statis, berubah seiring waktu. Apa masa depan baginya?
Saat ini kita memiliki model kosmologis standar yang menggambarkan dengan baik sejarah alam semesta hampir dari saat kelahirannya hingga saat ini. Terlebih lagi, sekarang tidak ada alasan serius untuk percaya bahwa model ini tidak dapat menjadi dasar untuk memprediksi evolusi selanjutnya dari dunia kita. Benar, ada pesaing yang menawarkan skenario yang sama sekali berbeda untuk acara mendatang. Namun, kami belum memiliki data observasi yang akan menunjukkan kebutuhan nyata tidak hanya untuk merevisi model standar, tetapi bahkan untuk memperbaikinya secara serius.
Kekosongan atau serpihan
Sekarang tentang masa depan. Dari model standar dapat disimpulkan bahwa dalam waktu yang sangat jauh, peran gravitasi praktis akan hilang dan laju ekspansi alam semesta akan mulai meningkat secara eksponensial. Luar angkasa akan menjadi kosong, dan semakin cepat. Namun kecepatan ini akan selalu meningkat secara monoton, mulai dari zaman sekarang hingga akhir zaman. Model Standar mengecualikan skenario di mana vakum kehilangan stabilitas dan kepadatan energinya melonjak hingga tak terbatas dalam waktu yang terbatas. Dalam hal ini, laju ekspansi alam semesta juga akan cenderung tak terbatas, yang akan menyebabkan pecah dan lenyapnya semua benda material - dari galaksi dan bintang ke atom dan inti atom. Beberapa pesaing Model Standar memprediksi hasil ini, tetapi astronom tidak memiliki data untuk mendukung teori ini. Secara jujur,Saya sendiri tidak menganggapnya serius, mereka didasarkan pada fisika yang sangat tidak biasa. Model Standar sangat sesuai dengan observasi, dan tidak ada gunanya mengabaikannya.
Percepatan perluasan alam semesta hanya akan berarti peningkatan laju perluasan galaksi. Karena massa jenis energi gelap tidak akan berubah, ia tidak akan dapat menghancurkan galaksi dan struktur lain yang memiliki gaya gravitasi stabil yang tidak dapat dicegahnya pada era saat ini. Tentu saja, ini tidak berarti bahwa galaksi itu sendiri akan tetap dalam bentuk yang ada saat ini. Seiring waktu, semua bintang akan membakar bahan bakar fusi dan berubah menjadi katai putih, bintang neutron, atau lubang hitam. Lubang-lubang itu akan tumbuh, menyatu satu sama lain dan memakan sisa-sisa bintang dan gas antarbintang. Namun, ini dan proses destruktif lainnya akan berlangsung tanpa partisipasi energi gelap.
Berita Lokal
Video promosi:
Jadi apa yang menanti Galaksi kita, Bima Sakti? Ia mendekati galaksi spiral besar di dekatnya Andromeda - sekarang dengan kecepatan 110 km / s. Dalam 6 miliar tahun, kedua galaksi akan bergabung dan membentuk gugus bintang baru, Milcomedou. Matahari akan tetap berada di dalam Bima Sakti, hanya untuk bergerak ke pinggirannya dibandingkan dengan posisinya saat ini di Bima Sakti. Secara kebetulan yang menarik, saat itu ia akan membakar bahan bakar hidrogen dan memulai jalur perubahan dahsyat, yang akan berakhir dengan transformasi menjadi katai putih.
Sejauh ini, kita telah membicarakan tentang masa depan yang cukup dekat. Setelah stabilisasi, Milcomed akan mempertahankan stabilitas gravitasi untuk periode waktu yang sangat besar, setidaknya seribu kali usia Alam Semesta saat ini. Tapi dia akan sendirian lebih awal. Sekitar 100 miliar tahun atau sedikit kemudian, semua galaksi jauh yang dapat kita amati hari ini akan menghilang dari cakrawala. Pada saat itu, kecepatan pemuaiannya, yang disebabkan oleh perluasan Semesta, akan melebihi kecepatan cahaya, sehingga foton yang dipancarkannya tidak akan pernah mencapai Milcomed. Dalam bahasa kosmologi, galaksi akan melampaui cakrawala peristiwa secara permanen. Kecerahan mereka yang tampak akan turun, dan akhirnya semuanya akan memudar dan padam. Jadi pengamat di Milcomed hanya akan melihat bintangnya sendiri - tentu saja, hanya bintang yang masih memancarkan cahayanya saat itu. Katai merah paling ringan akan tetap aktif untuk waktu yang lama, tetapi dalam waktu maksimal 10 triliun tahun mereka akan mulai mati juga.
Alam Semesta Standar
Model Standar mengklaim bahwa di zaman kita Alam Semesta sedang berubah di bawah pengaruh dua faktor utama: gravitasi materi biasa dan materi gelap dan efek anti gravitasi dari energi vakum bukan nol, yang biasa disebut energi gelap.
Pada masa muda awal Semesta, energi radiasi elektromagnetik dan fluks neutrino juga memberikan kontribusi yang signifikan terhadap evolusinya. Sekarang perannya sangat kecil, karena kerapatan energi radiasi sangat rendah dan, terlebih lagi, terus turun karena perluasan angkasa luar. Pada saat yang sama, kepadatan energi gelap, seperti yang terlihat dalam model standar, tetap konstan. Itu tidak berkurang dengan perluasan Alam Semesta dan sudah tiga kali lebih tinggi daripada kepadatan materi biasa dan materi gelap yang jatuh secara monoton. Oleh karena itu, energi gelap menyebabkan perluasan alam semesta yang semakin cepat, yang tidak dapat ditahan oleh gravitasi galaksi yang melemah dan media antar galaksi.
Rencana strategis
Ketika usia alam semesta mencapai satu triliun tahun, panjang gelombang CMB akan sama dengan ukurannya. Kemudian, dan terlebih lagi nanti, tidak ada detektor yang dapat mendaftarkan foton ultra dingin ini. Oleh karena itu, setiap pengamat, betapa pun sempurnanya instrumen mereka, tidak akan dapat menggunakan radiasi relik sebagai sumber informasi astronomi.
Sekarang puncak spektrum foton-foton ini terletak pada jangkauan gelombang mikro, dan mereka dengan mudah dideteksi oleh peralatan kami, memberikan informasi paling penting tentang sejarah awal alam semesta. Masa depan yang jauh jauh melampaui model kosmologis standar. Kita dapat berasumsi secara masuk akal bahwa lubang hitam yang tumbuh akan menyerap sebagian besar materi baryonik dan materi gelap, tetapi apa yang akan terjadi pada sisa-sisanya, yang tersebar di hamparan ruang angkasa yang luas?
Fisika menyatakan bahwa elektron tidak tunduk pada bentuk peluruhan apa pun, tetapi tidak ada kepastian tentang proton. Menurut data modern, waktu paruh proton tidak boleh kurang dari 1034 tahun - ini banyak, tapi tetap tidak untuk selamanya. Kita juga tidak tahu nasib jangka panjang dari partikel materi gelap, yang belum ditemukan sama sekali. Prediksi paling mungkin dari masa depan ultra-jauh bermuara pada fakta bahwa alam semesta akan menjadi sangat kosong dan dingin hingga hampir nol mutlak.
Bagaimana tepatnya ini akan terjadi masih belum diketahui, ini dia sampai pada fisika fundamental. Namun, masa depan dalam skala triliun tahun cukup dapat diprediksi berdasarkan model standar. Tentu saja, jika beberapa properti baru ditemukan dalam ruang hampa, skenario ini harus direvisi, tetapi ini sudah di luar spekulasi.
Avi Loeb, Profesor, Kepala Departemen Astronomi di Universitas Harvard, Direktur Institut Teori dan Pemodelan Komputer, Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian.
Diwawancarai oleh: Alexey Levin, Oleg Makarov, Dmitry Mamontov
