Tajemný vesmír - 2x18 Kosmická apokalypsa (2/2)

rubrika: 1.6 Kosmologie


Teorie zániku vesmíru: I když je v principu možné, že vesmír bude existovat věčně, dnešní struktury (jako jsou hvězdy, planety a galaxie) s nejvyšší pravděpodobností zaniknou. Možné varianty zániku vesmíru se označují jako Velký křach, Velké ochlazení a Velké rozervání. To, která z těchto možností nastane, závisí do značné míry na (zatím neznámé) podstatě temné energie - síly působící proti gravitaci, která podstatným způsobem určuje chování vesmíru.

18. epizoda 2. série amerického dokumentárního televizního seriálu Tajemný vesmír se zabývá kosmologickými teoriemi o zániku vesmíru. Vzhledem k tomu, že problematika je poměrně složitá a rozsáhlá, je téma zde na blogu rozděleno do dvou článků.

 

Axina


5. Bílí trpaslíci

Pokud byste se ve 20. až 30. kosmologické dekádě podívali na noční oblohu, byla by úplně temná. A kdybyste měli možnost pozorovat vesmír v infračerveném záření, viděli byste oblohu posetou mrtvými hvězdami. Bude to éra úpadku. V této éře se všechny nejhmotnější hvězdy zhroutí do podoby černých děr. Temnotu vesmíru bude narušovat jen žhavý popel z o něco méně hmotných hvězd, který ještě stále bude emitovat záření. Tyto mrtvé hvězdy, tento popel, označujeme termínem bílí trpaslíci. Jsou to opravdu podivné objekty. Hmota poloviny Slunce (asi 160 000 Zemí) je v nich napěchovaná do objemu jedné Země. Je to opravdu velmi hustá látka. A trochu neobvyklý popel. Bílí trpaslíci budou jako žhavé uhlíky v ohništi. Už nebudou vytvářet energii prostřednictvím termojaderné fúze, ale jak budou chladnout, stále ještě budou produkovat mnoho megawattů energie. Bude to miliardkrát méně, než v současnosti produkuje Slunce, ale přesto množství energie produkované těmito mrtvými hvězdami bude mnohem vyšší, než současný nárok naší civilizace na energii.

 

Když si představíme, že by lidská civilizace přežila až do éry úpadku, mohli by naši potomci čerpat energii právě z bílých trpaslíků. Lidstvo zřejmě nebude schopné postavit na jejich povrchu energetické základny, podobné ropným plošinám, ukotveným na dně oceánu. Gravitace bílého trpaslíka je neskutečně silná, prostě by je rozmačkala. Aby civilizace přežila, bude muset vybudovat elektrárny na oběžné dráze kolem hvězdy. Energii bílého trpaslíka budou pravděpodobně zachycovat kolektory. Zachycená energie bude uskladněna, dopravena na potřebné místo a použita. I denní světlo bude potřeba nahradit umělým. Na obloze nebudou svítit ani hvězdy, ani Měsíc, ale ani Slunce. Případné umělé satelity budou obíhat kolem obrovského množství mrtvé hmoty. Tato mrtvá tmavá hmota bude v éře úpadku tvořit větší část všech galaxií. V éře úpadku bude galaxii tvořit asi sto miliard mrtvých hvězd, obíhajících vzájemně kolem sebe v obřím eliptickém útvaru. Čas od času se některé z nich srazí. Jiné budou vymrštěny ven z galaxie, která tak bude ztrácet hmotu. Galaxie se bude v určitém smyslu pomalu vypařovat. Bílí trpaslíci a další zbylá hmota v galaxii se stanou kořistí černých děr. Galaxie bude tvořena stále menším množstvím objektů. A z valné většiny to budou černé díry. Vše, co nebude pohlceno miliony černých děr, toulajících se vesmírem, se začne rozpadat stářím.

 

6. Éra černých děr

Podle druhého termodynamického zákona bude pokračovat obecný proces, který vede k růstu celkové neuspořádanosti vesmíru. Většina dříve vzniklých objektů – hvězdy i planety – se vytratí. Všechny struktury se asi ve 40. kosmologické dekádě prostě vypaří. Samotná éra úpadku se začne chýlit ke svému konci asi v 60. kosmologické dekádě. Obloha bude neuvěřitelně chladná a temná. Vesmírem budou znít poslední dozvuky slabého rádiového záření a gravitačních vln. Bude to éra černých děr. Pokračující expanze vesmíru dosáhne hranice. Zbude v něm jen nepředstavitelně nízké množství energie a všechen pohyb se až neuvěřitelně zpomalí. I samotný čas začne pozbývat smyslu. Oproti polovině éry černých děr se i éra úpadku zdá být obdobím chvíli po Velkém třesku.

 

Mohl by v tomto prostředí existovat ještě nějaký život? V té době už nebudou žádní lidé, protože už nebudou existovat protony. Je však možné si představit určité neskutečně pomalu žijící entity. Možná vzniknou opravdu podivné formy života. Pokud budou žít dostatečně pomalu. S trochou nadsázky můžeme říct, že myšlenka jim zabere bilion let. Bilion let jim potrvá, než se rozmyslí, co si dají k večeři. Všechno bude hrozně pomalé a bude se odehrávat za teploty blízké absolutní nule.

 

Zpomalené časové měřítko éry černých děr je možné přirovnat k růstu rostlin. Z pohledu člověka zaujatého minutami, hodinami a dny, se život rostlin může zdát jako zamrzlý v čase. Zdá se, že se neděje absolutně nic. Vypadají úplně staticky. Když však zrychlíme chod času, spatříme aktivitu. Rostou a pohybují listy v reakci na polohu Slunce. Každá rostlina je v neustálém pohybu, ale celá jejich existence se odehrává v jiném časovém měřítku, než s jakým máme v běžném životě zkušenosti.

 

V éře černých děr bude docházet k opravdové události pouze tehdy, když se setkají dvě černé díry. Tato událost je pro člověka neviditelná, kolize dvou monster však bude tak velká, že rozechvěje časoprostor. Je to trochu jako když hodíte do klidné vody velký kámen. Vznikne série mohutných vln a za krátkou dobu se odehraje mnoho jevů. Ty se ale rychle uklidní, vlny utichnou a opět se ustálí dokonale rovná vodní hladina. Ale i pro vládce éry černých děr čas běží. Mohli byste si myslet, že budou existovat navždy. Ale ani ony nebudou existovat navěky. Pomalu, velmi pomalu se v průběhu času vypaří. Černé díry v dnešním vesmíru rostou díky pohlcování okolní hmoty. V daleké budoucnosti bude k dispozici jen málo okolní hmoty. Tím se u černých děr proces vypařování stane dominantním nad pohlcováním látky. Vypařování černých děr bude ve velmi starém vesmíru mnohem rychlejší. Vypařující se černá díra na rozdíl od planet neodchází jen tak, ale s mohutným třeskem. A to proto, že když jí dochází palivo, chová se naprosto opačně, než napovídá naše intuice.

 

Když nám v autě dochází palivo, jsou dvě strategie, kterých se můžeme držet. Můžeme jen zlehka šlapat na pedál plynu, snažit se palivem šetřit a pomalu dojet k nejbližší pumpě. Druhá strategie je pro netrpělivé. Sešlápneme pedál plynu až na podlahu a zkusíme dojet k pumpě co nejrychleji. Doufáme při tom, že k ní dojedeme dřív, než nám úplně dojde palivo. Černé díry "volí" druhou variantu. Na rozdíl od auta, černá díra, když jí nakonec palivo dojde, exploduje. V poslední sekundě, kdy bude černá díra uvolňovat energii ekvivalentní megatunám megatun trinitrotoluenu, vznikne mnoho rozmanitých částic, které nebyly ke spatření po mnoho kosmologických dekád. Vzniknou a vyzáří se v podobě grandiózního ohňostroje, doprovázejícího zánik černé díry.

 

Po myriádách let se vypaří i ty nejhmotnější černé díry. To, co zbyde, bude obrovský, téměř úplně prázdný vesmír. Vesmír vstoupí do temné éry. Po uplynutí více než 100 kosmologických dekád bude vesmír asi v polovině temné éry, kdy už nebude existovat nic z toho, co známe. Ani černé díry v tomto období už nebudou moci existovat. Rozpadnou se i samotné atomy.

 

7. Pohledem kvantové fyziky

Jestliže vesmír bude expandovat navždy, může se stát, že z něj zbude jen kaše virtuálních náhodných částic. Ale z tohoto popela možná vzejde řada překvapení. Pokud v daleké budoucnosti převládne chaos nad pořádkem, náš kdysi zářící horký vesmír upadne do mrazivé kosmické doby ledové, ale i tak může stále skrývat jistý potenciál. Alespoň podle kvantové mechaniky, která popisuje svět na té nejelementárnější úrovni. Podle kvantové fyziky ani vakuum, které pokládáme za prázdné, ve skutečnosti prázdné není. Kvantová teorie totiž umožňuje s jistou pravděpodobností existenci čehokoli. Jinak řečeno: Vesmír hraje riskantní hru na náhodu. A kvantová teorie hledá vysvětlení chování částic ve vesmíru, kde je všechno možné. Vesmír jako by neustále míchal balíček karet, obsahující každý stavební kámen naší reality. Každé množství částic se podle kvantové teorie pole neustále znovu a znovu uspořádává. Pro nás to vypadá jako náhodný sled fluktuací. Kvantová teorie nedokáže předpovědět výsledek míchání částic, ale může určit pravděpodobnost každého výsledku.

 

Když se něco děje v nekonečném počtu opakování, pak i ty nejméně pravděpodobné události mohou skutečně nastat. Za normálních okolností, když mícháte balíček karet, je výsledkem náhodná sekvence. Stejně tak částice na kvantové úrovni obvykle netvoří pravidelná uspořádání. Když však máte dost času, může nastat každá z kvantových fluktuací. I ty, které se zdají být nemožné. Pokud existujete věčně a mícháte karty stále dokola a dokola, mohou opravdu nastat i zcela nepravděpodobné varianty. A některá z těchto náhodných nepravděpodobných fluktuací může naprosto změnit strukturu prostoru samotného. Prázdný prostor se v jistém smyslu podobá vodě, a to tím, že se může vyskytovat v různých skupenstvích – fázích. Voda může být v podobě páry, v pevném skupenství nebo jako kapalina. Prostor kolem nás je v každém okamžiku v určitém fyzikálním stavu. Může však dojít k fázovému přechodu, při kterém se jeho fyzikální stav změní v jiný. Některá z náhodných fluktuací tedy může vést ke spuštění fázového přechodu.

 

Pokud by fázový přechod prostoru nastal v určitém místě vesmíru, došlo by ke vzniku bubliny, která by se postupně šířila prostorem, podobně jako se kapka inkoustu šíří ve sklenici vody. Stejně jako inkoust změní vlastnosti vody, může fázový přechod prostoru od základů změnit povahu vesmíru. Po průchodu této bubliny mohou platit úplně jiné fyzikální zákony. Mohou se změnit hmotnosti částic nebo jejich náboj. Chemie, jak ji známe, by po takovém fázovém přechodu mohla vypadat úplně jinak. To znamená, že by najednou existovaly úplně nové způsoby, jak uspořádat všechny částice, ze kterých jsme složeni. A to by bylo jako by se vše ve vesmíru stalo atomovou bombou. Vesmír by se přeformoval za uvolnění energie. Každý atom, každá částice by explodovaly. Takový typ přechodu nemůže přežít žádná složitá struktura. Zůstane jen chaos. Nic kromě částic, které se navzájem náhodně srážejí. Ale taková náhodná kvantová fluktuace může být i bublinou naděje.

 

Teoretičtí fyzikové naznačují, že některé z fluktuací mohou přivodit vznik téměř samostatných oblastí prostoru - dimenzí, které se oddělí od naší a dají vzniknout novému vesmíru. Možná, že právě taková fluktuace způsobila Velký třesk a dala vznik našemu vesmíru. Možná, že náš vesmír, přesto, že má průměr přes 10 miliard světelných let, je jen malým vesmírem, který se oddělil od mnohem většího. Existuje také možnost, že vesmírů je velké množství. Možná vzešlých z toho našeho. Mohou mít vlastní osud, buď nekonečnou expanzi, nebo zpětný kolaps. A pokud existují jiné vesmíry, pak by snad budoucí civilizace nemusely čelit nezvratnému rozsudku smrti. Můžeme se domnívat, že za biliony trilionů let, až vesmír opravdu ochladne a bude na pokraji smrti, budou inteligentní bytosti disponovat natolik rozvinutou technikou, že budou moci soustředit do jednoho bodu tolik energie, aby otevřely malé bubliny, brány do jiných vesmírů, kde budou moci začít znovu. Ale i když naši následovníci získají technologii k opuštění vesmíru, nevyhnou se tím faktu, že i ten nový - jako všechno - nakonec skončí.

 

Poznámka: Problematice multiverza je na tomto blogu věnován samostatný článek: Paralelní vesmíry.

 

Zatímco věda zápasí s otázkami, jak vesmír zanikne, lidstvo si musí poradit s otázkou, jak přežít. To nejdůležitější je náš život. Užijme si jej bez ohledu na osud vesmíru :-)

 

Video, které inspirovalo tento článek, je na internetovém serveru YouTube bohužel aktuálně blokováno. Nabízím ke zhlédnutí video s podobným námětem:

 

 

Zdroje:

- video "Kosmická apokalypsa" (18. epizoda 2. série amerického dokumentárního televizního seriálu Tajemný vesmír)

- Wikipedie

 


komentářů: 23         



Komentáře (23)


Vložení nového příspěvku
Jméno
E-mail  (není povinné)
Web  (není povinné)
Název  (není povinné)
Příspěvek 
PlačícíÚžasnýKřičícíMrkajícíNerozhodnýS vyplazeným jazykemPřekvapenýUsmívající seMlčícíJe na prachySmějící seLíbajícíNevinnýZamračenýŠlápnul vedleRozpačitýOspalýAhojZamilovaný
Kontrolní kód_   

« strana 1 »

27
Ggggg (neregistrovaný) 10.12.2018, 16:16:54
Už v neděli, na stráž, nepropásnout...
Nejjasnější kometa za poslední pětiletku >

https://t.tyden.cz/rubriky/veda/vesmir/v-noci-na-patek-se-vyplati-pozorovat-geminidy-mesic-nebude-rusit_506275.html

GE

26
Vlezlík (neregistrovaný) 30.11.2018, 04:30:08
No prosim, další zahumnama >

https://technet.idnes.cz/planeta-u-alfa-centaury-0vm-/tec_vesmir.aspx?c=A181128_140601_tec_vesmir_vse

GFM

Gg
24
Gg 13.11.2018, 23:57:36
Prémijovje Ti za sirtaki »

https://youtu.be/THN86VfDwTg

Mlčící

Axina
23
Axina * Web 12.11.2018, 21:56:42
[22] Fredy, ty jsi prostě jednička Smějící se

22
Fredy Kruger (neregistrovaný) 12.11.2018, 21:22:10
" Apokalypsa kosmická !!
... veškeré co je, - se roztříská ,
pak se vše promění v nicotu !
Běda ! ... proč všecko jsem čet´ to tu ???

... i barák můj, bude zničen !!"
Jeff Omrdd je ze všeho sklíčen !
" Všecko , co buduji den co den !!"

Ano ! muž strašně je rozčilen !!
" Jelikož vše půjde do řiti,
zbytečno stříhat se, holiti !
... jelikož všecko zmizí, se ztratí
... i zadnici zbytečno vytírati !!
Vždyť všicky pak půjdeme ,,od válu,, !!!"

... Tu muž vešel do zóny kraválu !!
Činely !!!... mlácení na tyhlety....
... éééé.... křídlovky uslyšel ! kládynety !!

... baskřídloffky a heligón !!

Jeff Omrdd z nich vnímá každý tón !
... kdos´ zpívati také, tam snaží se !!
Muž stanul u prahu hostince !!

" Vskutku jest muzika hezká !
ano ! toť dechovka Česká !!"
Mužovi zařvat se zachtělo !

... již s hudebníky řve : " Kápéélo !!
zahraj nám čééskou pólku od podlahýýý !"
( dobře jest Omrddu u zábavy )

Jak povzbudí píseň tahleta !!
muž huláká : " Plechová trůmpétáá...
ať hraje českou póólku bez ustání
až do skonání svěětááá !"

... jej zaujala ta poslední věta !!

" Vesmír ten nezmizí nikdy a nikam !
... až v rudého změní se trpaslíka
mé slunko ?
Přesto nic nezaniká !
Furt polka, bude znít z tohoto místa !!"

... z Jeff Omrdda, stal se optimista !

Axina
21
Axina 05.11.2018, 08:34:33
[20] ... doufají optimisté a obávají se pesimisté... Usmívající se

20
stuprumX (neregistrovaný) 04.11.2018, 22:16:06
Vesmír je jen jeden a my jsme jediní chytří obyvatelé. :)

Axina
19
Axina * Web 30.10.2018, 05:42:02
[17] Vím, že kniha existuje, ale bohužel ji nevlastním. Název má asociovat úspěšnou knihu Stevena Weinberga "První tři minuty" o raném vývoji vesmíru.

17 POSLEDNÍ TŘI MINUTY
Jan Turon (neregistrovaný) * Web 29.10.2018, 19:29:09
Tímto se zabývá vtipně a srozumitelně kniha Paula Davies Poslední tři minuty, jen byla vydána ještě před objevem zrychlené rozpínání vesmiru Plačící

Gg
16
Gg 28.10.2018, 10:36:02
Já sů tak ščastný, kónečně sem smím přispívat!
Dokázalas nemožné!
Tůdle! Ahoj Ahoj Ahoj

Axina
15 Poslední šance
Axina * Web 28.10.2018, 10:21:54
G, já sem dávám články o věcech, které se mi líbí, kterých si vážím a na kterých mi záleží. Blog byl, je a bude seriózní. Myslím, že víš, co to znamená. Právě proto nemáš svůj blog (kromě toho, že jsi líný), protože by ti tam opakovaně nešel vůbec nikdo.
Pokud přestaneš potvořit češtinu, můžeš sem dávat komentáře. Budu-li k nim mít co říct, budu na ně reagovat. Oprosti se už jednou od představy, že blogy svými komentáři obohacuješ. Forma, kterou užíváš, naprosto likviduje jakýkoliv věcný přínos.
Jen pro tu lidskost, kterou jsi projevil u článku "Léto 2018", tě v současné době důsledně nebanuji. Ale nemám k tomu daleko. O mém blogu nikdo nebude říkat, že je popelnice nebo že musí být chráněn před chcíplostí.

13
Vlezlík ufňukaný (neregistrovaný) 28.10.2018, 08:42:30
Fpoledne prvního desátého vloňi, bylo zde sepsáno >
Snažím se analyzovat, co mi vlastně vadí. Zřejmě to, že mám pasivní čtenáře. Z aplikace "revolvermaps" lze vyčíst, že denně blog zaznamená průměrně 20 návštěv. Ze všech krajů republiky, občas ze zahraničí. Ale nikdo neráčí zanechat názor, myšlenku, vzkaz. Připadám si jako redaktor zdarma rozdávaného tisku. Použít a odhodit.
Možná by bývalo bylo vhodné koncipovat blog spíše jako soukromý elektronický zápisník bez možnosti komentování. To se ovšem nějak příčilo mé (stále ještě) otevřené povaze. Uvidíme.

Tak ti nevim, pro dobrotunažebrotu...
GSM

Axina
12
Axina 26.10.2018, 22:46:50
Návštěvník blogu "G", jehož většina oblíbených IP adres je zabanována, se chce podělit o odkaz na video "6 nevysvětlitelných záhad kosmu". Bohužel se neumí chovat zdvořile, takže jeho komentář byl smazán, ale odkaz na video (i když osobně mi přijde obsah trochu kontroverzní a lacině senzacechtivý) byl ponechán: https://youtu.be/ybd89JJ89-U

10
Vlezlík bezbožný (neregistrovaný) 17.10.2018, 12:44:14
Hot ňůs »

https://youtu.be/doJqGHl_AKM

GEA

9
God vlezlík (neregistrovaný) 15.10.2018, 15:40:57
Možná by vás mohlo zajímat »

https://youtu.be/YlsJXvXvefY


https://youtu.be/47VCiMZhIuQ

https://youtu.be/xZIB8vauWSI

GA

Axina
8
Axina 14.10.2018, 18:57:07
Sugr, přece si nebudeme navzájem děkovat Mrkající Komentuji na blozích u těch článků, které mne nějak osloví.
Mnohým lidem asi připadá kosmologie jako podivná věda. Vždyť se zabývá vývojem vesmíru, tedy časovými úseky, které jsou naprosto nesrovnatelné nejen s délkou lidského života, ale s délkou existence života na Zemi vůbec. Mně přijde úžasné, že vědci jsou toho schopni.

7
Sugr (neregistrovaný) * Web 14.10.2018, 18:32:47
Axino moc ti děkuji za tvůj komentář na mém blogu,
tvůj blog je velmi zajímavý, vesmír a vše mimo lidské chápaní je velmi složité a tajemné, krásné...

6
God (neregistrovaný) 12.10.2018, 21:08:02
Tak já se teda hlásim, na tu noční...
Bereš?
GE S vyplazeným jazykem Nevinný Ahoj

Axina
5
Axina * Web 09.10.2018, 09:33:34
[4] No, nevím, nevím. Když je ve hře nejen týdenní práce, ale celý projekt, měl by si sehnat někoho na noční směnu Usmívající se

4
ČerfPV (neregistrovaný) * Web 08.10.2018, 21:53:02
I Bůh má jistě právo na to si dát občas šlofíčka Usmívající se.

Axina
3
Axina * Web 08.10.2018, 21:30:08
[1] Je to s podivem, ale víra v Boha není s kosmologickými modely v nijak příkrém rozporu. Čím víc vesmír zkoumáme, tím víc narážíme na otázky, na které neumíme odpovědět.
Je známé, že věřícím člověkem byl geniální fyzik Albert Einstein. Věřícím je např. také známý český astrofyzik Jiří Grygar.
Další světoznámý teoretický fyzik Stephen Hawking je autorem bonmotu, že kosmologie je náboženstvím pro inteligentní ateisty Usmívající se

Axina
2
Axina 08.10.2018, 21:12:09
[1] Ta představa je celkem správná. Je uznávanou fyzikální teorií, že každá černá díra je obklopena myšlenou kulovou plochou, tzv. horizontem událostí. Úniková rychlost na horizontu událostí se rovná rychlosti světla. Poloměr této koule je dán hmotností černé díry. Říká se mu Schwarzschildův poloměr. Vše co se přiblíží k černé díře na vzdálenost menší, než je S. poloměr, je černou dírou pohlceno.
Dá se spočítat, že z našeho Slunce by se stala černá díra, kdyby jeho hmota byla vtěsnána do koule o poloměru asi 3 km. Z naší Země by se stala černá díra, kdyby její hmota byla vtěsnána do koule o poloměru asi 9 mm.

Milos
1
Milos Web 08.10.2018, 19:46:54
Opravdu velmi zajímavé. Černé díry si představuju jako číhající pavouky, jak se něco šustne kolem, hned to stáhnou do své sítě.

Ale stejně si říkám, jak se na to, že život v celém vesmíru a i ten jednou skončí, dívají věřící. To by přece Bůh nemohl dopustit.

«     1     »