Rozdrcení, roztržení, zamrznutí nebo úpadek: Jak skončí vesmír? Vědci to ví

Vědci vědí, jak svět skončí. Slunci dojde palivo a vstoupí do fáze rudého obra. Jeho poslední výbuch slávy se rozšíří a pohltí nejbližší planety, takže ze Země zůstane ohořelá skála bez života. Naší planetě zbývá asi pět miliard let, napsal server Nature.

Tímto ponurým obrazem začíná teoretická astrofyzička Katie Mack svou knihu o konci vesmíru. Kosmologové se obecně dívají zpět, protože všechny důkazy, které mohou prozkoumat dalekohledy, jsou daleko a týkají se věcí, které se staly dávno. Použití pohybů vzdálených hvězd a galaxií k předpovídání možné budoucnosti vyžaduje více spekulací.

V rukou autorky Mackové tato spekulace vytváří fascinující příběh. Lidé jsou, jak píše, „druhem nacházejícím se mezi vědomím naší konečné bezvýznamnosti a schopností dostat se daleko za naše pozemské životy, do prázdnoty a vyřešit nejzákladnější záhady vesmíru“. Je talentovanou komunikátorkou komplexní fyziky a vášeň a zvědavost o astronomii, které z ní udělaly populární řečník a přítomnost na Twitteru, jsou zde evidentní. (Stejně jako některé praštěné vtipy a méně přesvědčivá koda o novém fyzikálním výzkumu dotýkajícím se ústředního tématu.)

Mack začíná na začátku, s Velkým třeskem. Následovala inflace – období rychlé expanze. Poté se vytvořily struktury temné hmoty a sestavily se stavební kameny hvězd, planet, života a galaxií. V současné době temná energie, o které se předpokládá, že prostupuje vesmír, nějakým způsobem působí proti gravitačním silám a udržuje expanzi.

Osud vesmíru závisí na tom, zda bude tato expanze pokračovat, zrychlovat nebo obrátit.

Velký Crunch

Astrofyzici dlouho považovali za nejpravděpodobnější rozuzlení zvrácení Velkého třesku. Mimo naše vesmírné sousedství se od nás každá galaxie vzdaluje; jasná známka expanze. Pokud vesmír pojme dostatek hmoty, včetně temné hmoty, kombinovaná gravitační přitažlivost všeho postupně zastaví tuto expanzi a urychlí konečný kolaps. Postupem času do sebe budou galaxie, pak jednotlivé hvězdy, narážet častěji a zabíjet veškerý život na okolních planetách. V posledních okamžicích, kdy hustoty a teploty stoupají ve smršťujícím se pekle, vše, co zbývá, v jediném bodě pohasne.

Ale temná energie může znamenat, že čeká jiný konec. Raná léta evoluce vesmíru byla určena množstvím hmoty, kterou obsahoval; v posledních několika miliardách let začala dominovat temná energie a tlačila vesmír ven. Současná data z Planckova dalekohledu Evropské vesmírné agentury a dalších zdrojů jsou v souladu s tím, že tato expanze pokračuje navždy.

Tato apokalypsa s názvem Heat Death nebo Big Freeze bude „pomalá a bolestivá“, píše Mack. V termodynamických termínech, vysvětluje, se vesmír přiblíží stavu minimální teploty a maximální entropie. Jak se vše bude od sebe vzdalovat, materiál mrtvých hvězd se rozptýlí, takže se nové hvězdy nemohou tvořit, a galaxie, kterých jsou součástí, postupně přestanou růst. Je to jako udušení veškeré astrofyzikální aktivity, protože palivo pro růst a reprodukci se stává tak rozptýleným, že je nepoužitelné. Je to konec „označený rostoucí izolací, neúprosným úpadkem a eony dlouhým mizením do temnoty“.

Třetí zánik, o kterém Mack pojednává, je Big Rip. To je připraveno, pokud temná energie urychlí expanzi ještě více, než se v současnosti očekává. Jak vesmír balony, nakonec gravitační síly nebudou schopny udržet galaktické kupy pohromadě. Hvězdy se od sebe odtrhnou a sluneční soustavy, jako je ta naše, nebudou mít sílu zůstat pohromadě. Zbývající hvězdy a planety explodují. Nakonec budou roztrhány poslední atomy.

Nejnovější měření ukazují na smrt z horka, ale Big Crunch nebo Big Rip jsou v rámci jejich nejistot.

Poslední scénář soudného dne, který Mack popisuje, je krajně nepravděpodobný: rozpad vakua. V důsledku nestability v poli spojeném s Higgsovým bosonem by se mohla vytvořit malá bublina „skutečného vakua“. To by se mohlo stát, kdyby se, řekněme, černá díra vypařila jen špatným způsobem. Taková bublina by expandovala rychlostí světla a zničila by vše, dokud by nezrušila vesmír. Rozpad vakua už mohl začít na nějakém vzdáleném místě. Toho se nedočkáme.

Nedělej si starosti. Jak radí Mack, ať už to vypadá jakkoli, konec se pravděpodobně nepřiblíží minimálně za 200 miliard let.

Zdroj: Nature