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Wissenswertes über ein- und mehrzellige Organismen. Interessante Fakten über einfache Dinge. (13 Fotos). Bakterien sterben auch ab, und das tun sie ziemlich oft.

Die Zukunft des Universums ist eine Frage, die im Rahmen der physikalischen Kosmologie betrachtet wird. Verschiedene Wissenschaftliche Theorien Viele mögliche Zukünfte wurden vorhergesagt, darunter Meinungen über die Zerstörung und das unendliche Leben des Universums.

Nachdem die Theorie der Entstehung des Universums durch den Urknall und seine anschließende rasche Expansion von den meisten Wissenschaftlern akzeptiert wurde, wurde die Zukunft des Universums zu einer Frage der Kosmologie, mit betrachtet verschiedene Punkte Vision je nach physikalische Eigenschaften Universum: seine Massen und Energien, mittlere Dichte und Expansionsrate.

Das Universum setzt seine Entwicklung sogar heute noch fort, während sich seine Teile weiterentwickeln. Die Zeit dieser Entwicklung für jede Art von Objekten unterscheidet sich um mehr als eine Größenordnung. Und wenn das Leben von Objekten eines Typs endet, dann fängt für andere alles erst an. Dies erlaubt uns, die Entwicklung des Universums in Epochen einzuteilen. Die endgültige Form der Evolutionskette hängt jedoch von der Geschwindigkeit und Beschleunigung der Expansion ab: gleichmäßig oder fast gleichmäßige Geschwindigkeit Die Expansion wird alle Evolutionsstufen durchlaufen und alle Energiereserven werden erschöpft sein. Diese Entwicklung wird als Hitzetod bezeichnet.

Wenn die Geschwindigkeit weiter zunimmt, wird ab einem bestimmten Moment die Kraft, die das Universum ausdehnt, zuerst überschritten Gravitationskräfte die Galaxien in Haufen halten. Hinter ihnen werden Galaxien zerfallen und Sternhaufen. Und schließlich werden die am engsten verwandten Sternensysteme die letzten sein, die sich auflösen. Nach einiger Zeit, elektromagnetische Kräfte werden kleinere Objekte nicht vor dem Kollaps des Planeten bewahren können. Die Welt wird wieder in Form einzelner Atome existieren. Auf der nächster Schritt zerfallen und einzelne Atome. Es ist unmöglich, genau zu sagen, was darauf folgt: In diesem Stadium hört die moderne Physik auf zu arbeiten.

Das obige Szenario ist das Big Rip-Szenario.

Es gibt auch ein gegenteiliges Szenario – die Big Compression. Wenn sich die Expansion des Universums verlangsamt, wird sie in Zukunft aufhören und die Kontraktion beginnt. Die Entwicklung und Erscheinung des Universums wird von kosmologischen Epochen bestimmt, bis sein Radius fünfmal kleiner wird als der aktuelle. Dann bilden alle Haufen im Universum einen einzigen Megacluster, aber die Galaxien werden ihre Individualität nicht verlieren: Sie werden immer noch die Geburt von Sternen sein, Supernovae werden aufflammen und sich möglicherweise entwickeln biologisches Leben. All dies wird ein Ende haben, wenn das Universum um weitere 20 Mal schrumpft und 100 Mal kleiner wird als es jetzt ist; In diesem Moment wird das Universum eine riesige Galaxie sein.

Die Temperatur des Hintergrundhintergrunds wird 274 K erreichen und auf den Planeten Erdtyp das Eis beginnt zu schmelzen. Eine weitere Komprimierung führt dazu, dass die Strahlung des Hintergrundhintergrunds sogar die zentrale Leuchte überstrahlt Planetensystem die letzten Lebenskeime auf den Planeten verbrennen. Und bald darauf werden die Sterne und Planeten selbst verdampfen oder in Stücke gerissen werden. Der Zustand des Universums wird ähnlich sein wie in den ersten Momenten seiner Geburt. Weitere Veranstaltungen werden denen ähneln, die am Anfang passiert sind, aber vergeudet umgekehrte Reihenfolge: Atome zerfallen in Atomkerne und Elektronen beginnt die Strahlung zu dominieren, dann beginnen Atomkerne in Protonen und Neutronen zu zerfallen, dann zerfallen die Protonen und Neutronen selbst in getrennte Quarks, es findet eine große Vereinigung statt. In diesem Moment, wie im Moment des Urknalls, hören die uns bekannten Gesetze der Physik auf zu wirken und weiteres Schicksal Das Universum ist unmöglich vorherzusagen.

Kosmologische Epochen
Lassen Sie uns das Konzept einer kosmologischen Dekade (η) als Dezimalindex des Altersgrades des Universums in Jahren einführen:

Das Zeitalter der Sterne (6 Diese Zeit ist bereits ohne Energiequellen. Nur die Restprodukte aller Prozesse der vergangenen Jahrzehnte haben überlebt: Photonen mit großer Wellenlänge, Neutrinos, Elektronen und Positronen. Die Temperatur nähert sich schnell Absoluter Nullpunkt. Von Zeit zu Zeit bilden Positronen und Elektronen instabile Positroniumatome, deren langfristiges Schicksal die vollständige Vernichtung ist.

Es gibt zwei Ansichten darüber, wie materielle Welt. Religionen schreiben Gott eine führende Rolle in der Weltordnung zu. Insbesondere spricht die Bibel von mehreren Tagen, in denen Gott zuerst das Licht, dann das Wasser, dann das Firmament, dann die Lebewesen – bis hin zum Menschen – erschaffen hat. Nun behaupten die Kirchen, dass „sechs Tage“ ein metaphorischer Begriff ist, bei dem ein Tag nicht gleich Tagen ist, sondern viel länger dauert. Eine andere, radikal entgegengesetzte Ansicht über den Ursprung der sichtbaren, materiellen Welt ist wissenschaftlich. Die Evolution des Universums begann laut Wissenschaftlern mit Urknall(auch Urknall genannt), der vor 10-15 Milliarden Jahren stattfand.

Was war vor allem, was existiert? Moderne Astronomie glaubt, dass es sich um eine auf eine minimale Größe komprimierte Kugel handelte, in deren Inneren unter der Einwirkung von höchste Temperaturen Die gesamte Materie, die jetzt den grenzenlosen Raum ausfüllt, wurde innerhalb der Grenzen des gegen Null tendierenden Punktes komprimiert, von dem aus der Ursprung und die Entwicklung des Universums begannen. Was den Urknall verursacht hat, ist noch unklar. Diese Explosion selbst führte jedoch zur Expansion des Universums, und dieser Prozess dauert bis heute an. Was bedeutet das? Dass die gleiche Menge an Materialpartikeln mit der Zeit ein zunehmendes Volumen einnimmt.

Wird sich die materielle Welt für immer ausdehnen, oder wird sich ihr Volumenwachstum eines Tages verlangsamen, ganz aufhören, wie wir es bei einer Granatenexplosion beobachten? Vielleicht wird die Entwicklung des Universums danach aufhören und durch das Stadium der "Faltung" ersetzt werden, das sich auf den ursprünglichen Punkt verengt. Wir sind noch nicht bereit, diese Frage mit Sicherheit zu beantworten. Aber das von Wissenschaftlern geschaffene Weltbild kann bereits aufeinanderfolgende Phasen des Wachstums und der Umwandlung von Materie beschreiben. Die erste Ära - die hadronische - dauerte nur eine Millionstel Sekunde, aber während dieser Zeit fand der Vernichtungsprozess von Antibaryonen und Baryonen statt, Protonen und Neuronen wurden gebildet.

Auch die zweite und dritte Stufe der Evolution des Universums – Lepton und Photon – dauerten nur wenige Sekunden. Am Ende der zweiten Ära bildete sich ein Neutrino-Meer, und die Photonen-Ära endete mit der Trennung von Materie und Antimaterie (was durch die Vernichtung von Positronen und Elektronen geschah). Das Universum expandierte, was zu einer Abnahme der Energiedichte von Teilchen und Photonen führte. Das Photonenstadium wurde durch das Sternstadium ersetzt, das bis heute andauert. Allerdings verlief (und findet) die Entstehung von Sternen, Galaxien und Galaxiengruppen ungleichmäßig statt.

Nach dem Urknall vergingen Millionen von Jahren, während sich die einfachsten Teilchen in Atome verwandelten - hauptsächlich Wasserstoff und Helium (diese Atome sind der Hauptbestandteil des Universums), Atome, die zu Molekülen kombiniert wurden, die Verbindungen eingingen und Kristalle, Substanzen und Mineralgesteine bildeten. Während der Sternzeit, die diese Phase Die Entwicklung des Universums endet, Galaxien, Planeten wurden gebildet, das Leben auf unserer Erde wurde geboren. Können wir sagen, dass das "epische Feuerwerk" vorbei ist und wir auf kühlenden Kohlen im sich auflösenden Rauch stehen?

Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass die Evolution des Universums weitergeht. Wirbelstürme einer gigantischen Ansammlung von Wasserstoff glätten Materie und verwandeln diese Ansammlungen in Strudel. So entstehen kugelförmige, elliptische und abgeflachte Galaxien (abhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der kolossalen - hunderttausend Lichtjahre - Zirkulation). Unsere gehört zur letzten Art von Galaxien - die Milchstrasse. Sterne entstehen in Galaxien unter dem Druck von Wasserstoffklumpen. Auch sie durchlaufen lange Evolutionsstadien: von weißglühenden Supernovae zu „Roten Riesen“, „Weißen Zwergen“ und die gleichen Prozesse finden bei unserer Sonne statt, während sich der Kosmos weiter ausdehnt.

Aus Friedmans Theorie folgt, dass verschiedene Szenarien der Evolution des Universums möglich sind: unbegrenzte Expansion, Wechsel von Kontraktionen und Expansionen und sogar ein trivialer stationärer Zustand. Welches dieser Szenarien verwirklicht wird, hängt vom Verhältnis zwischen kritischer und tatsächlicher Materiedichte im Universum in jeder Evolutionsstufe ab. Um die Werte dieser Dichten abzuschätzen, betrachten wir zunächst, wie sich Astrophysiker den Aufbau des Universums vorstellen.

Derzeit wird angenommen, dass Materie im Universum in drei Formen existiert: gewöhnliche Materie, Hintergrundstrahlung und sogenannte "dunkle" Materie. Gewöhnliche Materie ist hauptsächlich in Sternen konzentriert, von denen es allein in unserer Galaxie etwa hundert Milliarden gibt. Die Größe unserer Galaxie beträgt 15 Kiloparsec (1 Parsec = 30,8  10 12 km). Es wird angenommen, dass es im Universum bis zu einer Milliarde verschiedener Galaxien gibt, deren durchschnittlicher Abstand in der Größenordnung von einem Megaparsec liegt. Diese Galaxien sind extrem ungleich verteilt und bilden Cluster. Wenn wir jedoch das Universum in einem sehr großen Maßstab betrachten, es beispielsweise in „Zellen“ mit einer linearen Größe von mehr als 300 Megaparsec „zerlegen“, dann wird die ungleichmäßige Struktur des Universums nicht mehr beobachtet. Daher ist das Universum auf sehr großen Skalen homogen und isotrop. Hier können Sie für eine solche gleichmäßige Verteilung der Materie die Dichte  in berechnen, die  310 -31 g / cm 3 beträgt.

CMB-Äquivalentdichte  р  510 -34 g / cm 3 , was viel weniger als  in ist und daher bei der Berechnung der Gesamtmateriedichte im Universum nicht berücksichtigt werden darf.

Bei der Beobachtung des Verhaltens von Galaxien haben Wissenschaftler vermutet, dass es neben der leuchtenden, „sichtbaren“ Materie der Galaxien selbst im Raum um sie herum anscheinend erhebliche Massen an Materie gibt, die nicht direkt beobachtet werden können. Diese "verborgenen" Massen manifestieren sich nur als Schwerkraft, die die Bewegung von Galaxien in Gruppen und Haufen beeinflusst. Nach diesen Vorzeichen wird auch die mit dieser „dunklen“ Materie verbundene Dichte  t abgeschätzt, die nach Berechnungen etwa 30-mal größer als  v sein sollte. Wie aus dem Folgenden hervorgeht, ist es „dunkle“ Materie, die letztlich für das eine oder andere „Szenario“ der Evolution des Universums „verantwortlich“ ist 1 .

Um dies zu überprüfen, schätzen wir kritische Dichte Materie, ab der das "pulsierende" Evolutionsszenario durch ein "monotones" ersetzt wird. Eine solche Schätzung, obwohl ziemlich grob, kann auf der Grundlage der klassischen Mechanik vorgenommen werden, ohne auf die allgemeine Relativitätstheorie zurückzugreifen. Aus der modernen Astrophysik brauchen wir nur das Gesetz von Hubble.

Berechnen wir die Energie einer Galaxie mit der Masse m, die sich in einiger Entfernung befindet L vom "Beobachter" (Abb. 10.2). Energie E dieser Galaxie ist die Summe aus kinetischer Energie und potentieller Energie
, die mit der Gravitationswechselwirkung der Galaxie zusammenhängt m mit Masse M, befindet sich innerhalb der Kugel des Radius L(Es kann gezeigt werden, dass die Substanz außerhalb der Kugel nicht zur potentiellen Energie beiträgt). Masse ausdrücken M durch die Dichte ,
, und unter Berücksichtigung des Hubble-Gesetzes schreiben wir den Ausdruck für die Energie der Galaxie:

Reis. 10.2 Zur Berechnung der kritischen Materiedichte im Universum

Aus diesem Ausdruck ist ersichtlich, dass abhängig vom Dichtewert  die Energie E kann beides positiv sein E 0) oder negativ ( E 0). Im ersten Fall hat die betrachtete Galaxie genügend kinetische Energie, um die Gravitationsanziehung der Masse M zu überwinden und sich ins Unendliche zu entfernen. Dies entspricht einer unbegrenzten monotonen Ausdehnung des Universums (das "offene" Universumsmodell).

Im zweiten Fall ( E < 0) расширение Вселенной в какой-то момент прекратится и сменится сжатием (модель «замкнутой» Вселенной). Критическое значение плотности соответствует условию E= 0, also erhalten wir

Einsetzen in diesen Ausdruck bekannte Werte H= 15 ((km/s)/10 6 Lichtjahre) und G\u003d 6,6710 -11 m 3 / kg s 2 erhalten wir den Wert der kritischen Dichte  auf  10 -29 g / cm 3. Wenn das Universum also nur aus gewöhnlicher „sichtbarer“ Materie mit einer Dichte  von  310 -31 g / cm 3 bestünde, wäre seine Zukunft mit unbegrenzter Expansion verbunden. Wie oben erwähnt, kann jedoch das Vorhandensein von "dunkler" Materie mit einer Dichte von  t   in zu einer pulsierenden Entwicklung des Universums führen, wenn die Expansionsperiode durch eine Kontraktionsperiode (Kollaps) ersetzt wird (Abb. 10.3). Stimmt, hinein In letzter Zeit Wissenschaftler kommen zunehmend zu dem Schluss, dass die Dichte aller Materie im Universum, einschließlich "dunkler" Energie, genau gleich der kritischen ist. Wieso ist es so? Auf diese Frage gibt es noch keine Antwort.

Reis. 10.3. Expansion und Kontraktion des Universums

10.5 Hierarchische Struktur des Universums

Grundkonstanten spielen wichtige Rolle beim Aufbau der Skala unserer Welt. Sie erlauben uns, ein bestimmtes hierarchisches Bild der Struktur des Universums zu zeichnen. Anschaulich lässt sich dies durch Darstellungen von Änderungen der Körpergrößen und Entfernungen sowie ihrer Massen erklären (Abb. 10.4 und 10.5). Tatsächlich sind die natürlichsten und offensichtlichsten qualifizierenden Merkmale die Größe des Objekts und seine Masse. Zuordnen

Mikrowelt mit charakteristischen Abmessungen kleiner 10 -8 m (Teilchen, Kerne, Atome, Moleküle),

Makrokosmos (Makromoleküle, Flüssigkristalle, Gase, lebende Organismen, Mensch, technische Objekte, z. B. Makrokörper)

Megaworld (Planeten, Sterne, Galaxien).

Es ist klar, dass die Grenzen der Mikro- und Makrowelt fließend sind und es keine getrennte Mikrowelt und getrennte Makrowelt gibt. Makro-Objekte und Mega-Objekte sind natürlich aus Mikro-Objekten aufgebaut und Mikro-Phänomene liegen Makro- und Mega-Phänomenen zugrunde. Deutlich wird dies am Beispiel des Aufbaus des Universums aus wechselwirkenden Elementarteilchen im Rahmen der kosmischen Mikrophysik. Tatsächlich müssen wir das verstehen wir reden nur über unterschiedliche Ebenen der Betrachtung der Materie. Mikro-, Makro- und Mega-Größen von Objekten korrelieren miteinander als Makro/Mikro ~ Mega/Makro. In der klassischen Physik gab es kein objektives Kriterium, um ein Makro- von einem Mikroobjekt zu unterscheiden. Dieser Unterschied wurde von M. Planck eingeführt: Wenn für das betrachtete Objekt die minimale Auswirkung (Wirkungsquantum) auf es vernachlässigt werden kann, dann handelt es sich um ein Makroobjekt, wenn nicht, handelt es sich um ein Mikroobjekt.

Quarks "sind" Bestandteil Protonen und Neutronen, dann werden aus ihnen Atomkerne gebildet. Atome verbinden sich zu Molekülen. Bewegen wir uns weiter auf der Skala der Körpergrößen, dann folgen gewöhnliche Makrokörper, Planeten und ihre Systeme, Sternhaufen von Galaxien und Metagalaxien, d.h. man kann sich den Übergang von Mikro-, Makro- und Mega- sowohl in Dimensionen als auch in Modellen physikalischer Prozesse vorstellen. Grundlegende Weltkonstanten bestimmen den Maßstab der hierarchischen Struktur der Materie unserer Welt. Offensichtlich sollte ihre relativ geringe Veränderung zur Bildung einer qualitativ anderen Welt führen, in der die Bildung der derzeit existierenden Mikro-, Makro- und Megastrukturen und im Allgemeinen hochorganisierter Formen lebender Materie unmöglich würde. Das stattfindende „Anpassen“ von Weltkonstanten, d.h. Ihre bestimmte Bedeutung und die Beziehung zwischen ihnen gewährleistet im Wesentlichen die strukturelle Stabilität unseres Universums. Daher hat das Problem der scheinbar abstrakten Weltkonstanten eine globale ideologische Bedeutung.

Das anthropische Prinzip erfordert auch, dass die durchschnittliche Materiedichte im Universum ρ cf nahe am kritischen ρ cr liegt, da bei ρ cf<< ρ кр следует, что время существования нашего мира было бы настолько мало, что за это время жизнь не могла бы возникнуть.

Die moderne Wissenschaft gibt jedoch keine eindeutige Antwort, welche dieser Beziehungen zwischen ρ cr und ρ cf zutrifft, da sich ein Teil der Substanz in einem "unsichtbaren" Zustand befindet. Die Abschätzung ergibt nahe Werte ρ kr ≈ 10 -29 g/cm 3 , ρ cf ≈ 10 -30 g/cm 3 , woraus folgt, dass bereits im Rahmen der Newtonschen Mechanik die Möglichkeit eines instationären bzw. wie wir bereits wissen, pulsierendes Universum. Aus solchen Varianten der Evolution des Universums lassen sich folgende Schlüsse ziehen: Aus thermodynamischen Überlegungen folgt, dass das Universum als Ganzes als offenes System betrachtet werden kann, in dem irreversible und nicht im Gleichgewicht befindliche Prozesse ablaufen. In jedem Fall liegen ρ cf und ρ cr in ihren Werten nahe beieinander, und daher ist das anthropische Prinzip erfüllt. Beachten Sie auch den Radius R sollte nicht kritischer sein R kr = 2gm/c 2 , da nach unserem Weltverständnis und der allgemeinen Relativitätstheorie die Geschwindigkeit des Rückzugs von Galaxien die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten sollte ( ν < Mit). Es wird gezeigt, dass für ρ cr ≈ ρ ein Raum als pseudoeuklidisch betrachtet werden kann und die Anzahl der Raumdimensionen wieder auf drei reduziert wird. Dies ist überhaupt nicht überraschend, da das Modell im Rahmen der Newtonschen Theorie entwickelt wird. Beachten Sie ein weiteres interessantes Ergebnis, das in den 1920er Jahren erzielt wurde P. Ehrenfest (1880-1933): bei einer geraden Anzahl von Raumkoordinaten sollte es keine geschlossenen Umlaufbahnen der Planeten geben und es ist unmöglich, Informationen durch Wellen zu übertragen, was als zusätzlicher Beweis für die Dreidimensionalität des Raums und die Richtigkeit des anthropischen Prinzips dienen kann.

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Szenarien für die Zukunft des Universums

Die Zukunft des Universums ist eine Frage, die im Rahmen der physikalischen Kosmologie betrachtet wird. Verschiedene wissenschaftliche Theorien haben viele mögliche Zukünfte vorhergesagt, darunter Meinungen über die Zerstörung und das unendliche Leben des Universums.

Nachdem die Theorie der Entstehung des Universums durch den Urknall und seine anschließende schnelle Expansion von den meisten Wissenschaftlern akzeptiert wurde, wurde die Zukunft des Universums zu einer Frage der Kosmologie, die je nach den physikalischen Eigenschaften des Universums aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet wird: seine Masse und Energie, durchschnittliche Dichte und Expansionsrate.

Szenarien für die weitere Entwicklung

Universe Gap Compression Evolution

Das Universum setzt seine Entwicklung sogar heute noch fort, während sich seine Teile weiterentwickeln. Die Zeit dieser Entwicklung für jede Art von Objekten unterscheidet sich um mehr als eine Größenordnung. Und wenn das Leben von Objekten eines Typs endet, dann fängt für andere alles erst an. Dies erlaubt uns, die Entwicklung des Universums in Epochen einzuteilen. Die endgültige Form der Evolutionskette hängt jedoch von der Geschwindigkeit und Beschleunigung der Expansion ab: Bei einer gleichmäßigen oder nahezu gleichmäßigen Expansionsgeschwindigkeit werden alle Evolutionsstufen durchlaufen und alle Energiereserven erschöpft. Diese Entwicklung wird als Hitzetod bezeichnet.

Wenn die Geschwindigkeit weiter zunimmt, wird ab einem bestimmten Moment die Kraft, die das Universum ausdehnt, zunächst die Gravitationskräfte übersteigen, die Galaxien in Haufen halten. Dahinter zerfallen Galaxien und Sternhaufen. Und schließlich werden die am engsten verwandten Sternensysteme die letzten sein, die sich auflösen. Nach einiger Zeit werden elektromagnetische Kräfte nicht mehr in der Lage sein, den Planeten und kleinere Objekte vor dem Zerfall zu bewahren. Die Welt wird wieder in Form einzelner Atome existieren. Im nächsten Schritt werden auch einzelne Atome zerfallen. Es ist unmöglich, genau zu sagen, was darauf folgt: In diesem Stadium hört die moderne Physik auf zu arbeiten.

Das obige Szenario ist das Big Rip-Szenario.

Es gibt auch ein gegenteiliges Szenario – Big Squeeze. Wenn sich die Expansion des Universums verlangsamt, wird sie in Zukunft aufhören und die Kontraktion beginnt. Die Entwicklung und Erscheinung des Universums wird von kosmologischen Epochen bestimmt, bis sein Radius fünfmal kleiner wird als der aktuelle. Dann werden alle Haufen im Universum einen einzigen Megacluster bilden, aber die Galaxien werden ihre Individualität nicht verlieren: In ihnen werden immer noch Sterne geboren, Supernovae werden aufflammen und möglicherweise wird sich biologisches Leben entwickeln. All dies wird ein Ende haben, wenn das Universum um weitere 20 Mal schrumpft und 100 Mal kleiner wird als es jetzt ist; In diesem Moment wird das Universum eine riesige Galaxie sein.

Die Temperatur des Relikthintergrunds wird 274 K erreichen und das Eis auf terrestrischen Planeten beginnt zu schmelzen. Eine weitere Komprimierung wird dazu führen, dass die Strahlung des Relikthintergrunds sogar die zentrale Leuchte des Planetensystems verfinstert und die letzten Lebenskeime auf den Planeten ausbrennt. Und bald darauf werden die Sterne und Planeten selbst verdampfen oder in Stücke gerissen werden. Der Zustand des Universums wird ähnlich sein wie in den ersten Momenten seiner Geburt. Weitere Ereignisse werden denen des Anfangs ähneln, aber in umgekehrter Reihenfolge zurückgespult: Atome zerfallen in Atomkerne und Elektronen, Strahlung beginnt zu dominieren, dann beginnen Atomkerne in Protonen und Neutronen zu zerfallen, dann zerfallen die Protonen und Neutronen selbst in getrennte Quarks, gibt es eine große Vereinigung. In diesem Moment, wie im Moment des Urknalls, funktionieren die uns bekannten Gesetze der Physik nicht mehr, und es ist unmöglich, das zukünftige Schicksal des Universums vorherzusagen.

Kosmologische Epochen

Zeitalter der Sterne (6<з<14)

Die gegenwärtige Ära, die Ära der aktiven Geburt von Sternen, wird genau in dem Moment enden, in dem die Galaxien alle Reserven an interstellarem Gas erschöpft haben; Gleichzeitig werden auch massearme Sterne - rote Zwerge - ihre Reise beenden, nachdem sie ihre Verbrennungsquellen vollständig erschöpft haben.

Die Sonne wird viel früher untergehen. Aber zuerst verwandelt er sich in einen Roten Riesen, der Merkur und möglicherweise Venus verschlingt. Die Erde wird, wenn sie ihr Schicksal nicht teilt, so heiß werden, dass sie wie der aktuelle Planet COROT-7b aussehen und auf der Tagseite ein Lavaklumpen sein könnte.

Alter des Verfalls (15<з<39)

Wenn in der vorherigen Phase die Hauptobjekte des Universums sonnenähnliche Sterne waren, dann sind es im Zeitalter des Zerfalls weiße und braune Zwerge und sehr wenige Neutronensterne und Schwarze Löcher. Es gibt überhaupt keine gewöhnlichen Sterne, sie alle haben das Endstadium ihrer Entwicklung erreicht: Weiße Zwerge, Neutronensterne, Schwarze Löcher.

Wenn in der Vergangenheit die Verbrennung von Wasserstoff der häufigste Prozess war, dann befindet sich ihr Platz in dieser Ära in Braunen Zwergen und geht viel langsamer vor sich. Jetzt überwiegen die Prozesse der Vernichtung dunkler Materie und des Zerfalls von Protonen.

Galaxien unterscheiden sich auch stark von den heutigen: Alle Sterne sind wiederholt miteinander kollidiert. Und die Größe der Galaxien ist viel größer: Alle Galaxien, die Teil des lokalen Haufens sind, sind zu einem verschmolzen.

Die Ära der Schwarzen Löcher (40<з<100)

In diesem Stadium ist praktisch jede Materie ein Meer von Elementarteilchen. Und nur in einigen Ecken des Universums leben Neutronensterne weiter. Schwarze Löcher treten in den Vordergrund.

In den vergangenen Jahrzehnten haben sie sich Materie angelagert. In dieser Zeit strahlen sie nur. Hier gibt es zwei Hauptmechanismen: Die Kollision zweier Schwarzer Löcher und die anschließende Verschmelzung setzen erhebliche Gravitationsenergie frei, es entstehen Gravitationswellen. Der zweite Mechanismus ist die Gribov-Hawking-Strahlung: Aufgrund ihrer Quantennatur schaffen es einige Photonen, ihren Weg über den Ereignishorizont hinaus zu finden. Zusammen mit dem Photon verliert auch das Schwarze Loch an Masse, und der Masseverlust führt zu einem noch größeren Photonenfluss. Irgendwann kann die Schwerkraft keine Lichtphotonen mehr unter dem Ereignishorizont halten, und das Schwarze Loch explodiert und wirft die letzten verbleibenden Photonen aus.

Es ist jedoch auch ein anderes Szenario möglich. Schwarze Löcher können ihre Haufen und Superhaufen bilden und auf die gleiche Weise werden sie verschmelzen. Als Ergebnis entsteht ein riesiges Schwarzes Loch, das praktisch ewig leben wird. Vielleicht wird es sich unter dem Einfluss der Schwerkraft auf die Planck-Temperatur erwärmen und die Planck-Dichte erreichen und zur Ursache des nächsten Urknalls werden, wodurch ein neues Universum entsteht.

Zeitalter der ewigen Dunkelheit(h>101)

Diesmal schon ohne jegliche Energiequellen. Nur die Restprodukte all der Prozesse der vergangenen Jahrzehnte haben überlebt: Photonen mit riesigen Wellenlängen, Neutrinos, Elektronen, Positronen und Quarks. Die Temperatur nähert sich schnell dem absoluten Nullpunkt. Von Zeit zu Zeit bilden Positronen und Elektronen instabile Positroniumatome, deren langfristiges Schicksal die vollständige Vernichtung ist.

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