پایان جهان چگونه رقم می‌خورد؟

اینکه آیا اصلا جهان هستی به پایان خواهد رسید یا نه، قطعی نیست؛ اما همه‌ی شواهد نشان می‌دهد که کیهان برای مدت بسیار بسیار طولانی همچنان خانه‌ی بشر خواهد بود.

جهان هستی یعنی تمام فضا و زمان، و تمام ماده و انرژی، حدود 14 میلیارد سال پیش در یک انبساط فوق سریع، به نام «بیگ بنگ» (مِه‌بانگ) آغاز شد، اما از آن زمان تا کنون به طور مداوم در حال تغییر بوده است. ابتدا، پر از گازهای پراکنده از ذرات زیراتمی یعنی پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها بود. سپس، با تجمع آن گاز، اتم‌ها و در نهایت ستاره‌ها و کهکشان‌ها شکل گرفتند.

درک ما از آینده‌ی جهان هستی توسط اجرام و فرآیندهایی شکل می‌گیرد که امروزه مشاهده می‌کنیم. یک اخترفیزیکدان با مشاهده‌ی اجرامی مانند کهکشان‌های دوردست می‌تواند شیوه‌ی تغییر ستاره‌ها و کهکشان‌ها را در طول زمان مطالعه کند. در حقیقت دانشمندان با این کار، نظریه‌هایی را توسعه می‌دهند که تغییرات آینده‌ی جهان را پیش‌بینی می‌کنند.

پیش‌بینی آینده با مطالعه‌ی گذشته

پیش‌بینی آینده‌ی جهان با بسط دادن آنچه که امروز می‌بینیم، نوعی برون‌یابی است. این کار ریسک هم دارد چون ممکن است اتفاق غیرمنتظره‌ای رخ دهد. روش درون‌یابی، یعنی پیوند دادن نقاط در یک مجموعه داده بر اساس نظم موجود، روش امن‌تری است. تصور کنید که شما یک عکس از خودتان در 5 سالگی و سپس عکس دیگری در 7 سالگی دارید. احتمالا کسی می‌تواند حدس بزند که شما در 6 سالگی چه شکلی بوده‌اید. این همان درون‌یابی است.

هرچند شاید حتی بتوانند از روی این دو عکس، ظاهر شما را در 8 یا 9 سالگی برون‌یابی کنند، اما هیچ‌کس نمی‌تواند آینده‌ی خیلی دور را به طور دقیق پیش‌بینی کند. شاید چند سال دیگر عینک بزنید یا ناگهان خیلی قدبلند شوید. دانشمندان با برون‌یابی می‌توانند چگونگی تغییر ستارگان و کهکشان‌ها در طول زمان، پیش‌بینی کنند که جهان احتمالا چند میلیارد سال بعد چگونه خواهد بود، اما در نهایت همه چیز می‌تواند متفاوت و عجیب شود. جهان و چیزهای درون آن ممکن است دوباره تغییر کنند.

تخمین چهره بر اساس عکس در سال‌های مختلف، نمونه‌ای از درون‌یابی و برون‌یابی.
Credit: Stephen DiKerby

تغییر ستاره‌ها در آینده

خبر خوب این است که خورشید، ستاره‌ی زرد متوسط ​​ما، قرار است میلیاردها سال دیگر به درخشش خود ادامه دهد. این ستاره تقریبا نیمی از عمر 10 میلیارد ساله‌ی خود را پشت سر گذاشته است. می‌توان گفت که عمر یک ستاره به اندازه آن بستگی دارد. ستاره‌های بزرگ، داغ و آبی عمر کوتاه‌تری دارند، در حالی که ستاره‌های کوچک، سرد و قرمز، بسیار طولانی‌تر عمر می‌کنند.

امروزه، برخی از کهکشان‌ها هنوز در حال تولید ستاره‌های جدید هستند، اما برخی دیگر گازهای ستاره‌ساز خود را به پایان رسانده‌اند. وقتی یک کهکشان از تشکیل ستاره دست می‌کشد، ستاره‌های آبی به سرعت می‌میرند، به ابرنواختر تبدیل و ناپدید می‌شوند و در نهایت با گذشت تنها چند میلیون سال منفجر می‌شوند. میلیاردها سال بعد، ستاره‌های زرد مانند خورشید، لایه‌های بیرونی خود را به درون سحابی پرتاب می‌کنند و تنها ستاره‌های قرمز باقی می‌مانند. در نهایت، تمام کهکشان‌های سراسر کیهان تولید ستاره‌های جدید را متوقف می‌کنند و نور ستاره‌ای که کیهان را پر می‌کند به تدریج قرمز و کم‌توان می‌شود.

ستاره‌های کوتوله‌ی سرخ، دیرپاترین هستند. هنگامی که ستاره‌زایی در سراسر کیهان متوقف می‌شود، تنها ستاره‌های سرخ باقی می‌مانند که به تدریج طی تریلیون‌ها سال از بین می‌روند.
Credit: NASA/ESA/STScI/G. Bacon

تریلیون‌ها سال دیگر، صدها برابر طولانی‌تر از سن فعلی کیهان، این ستارگان سرخ هم در تاریکی محو خواهند شد. اما تا آن زمان، همچنان ستارگان زیادی وجود خواهند داشت که نور و گرما فراهم می‌کنند.

تغییر کهکشان‌ها در آینده

به ساختن یک قلعه‌ی شنی در ساحل فکر کنید. هر سطل شن، قلعه را بزرگ‌تر و بزرگ‌تر می‌کند. کهکشان‌ها هم با گذشت زمان، به روشی مشابه با خوردن کهکشان‌های کوچک‌تر، رشد می‌کنند. این ادغام‌های کهکشانی تا آینده هم ادامه خواهند داشت.

در خوشه‌های کهکشانی، صدها کهکشان به سمت مرکز جرم مشترک خود به سمت داخل سقوط می‌کنند و اغلب منجر به برخوردهای نامنظم می‌شوند. در این ادغام‌ها، کهکشان‌های مارپیچی که دیسک‌های منظمی هستند، به شیوه‌ای آشفته به ابرهای نامنظم و حبابی شکل از ستاره‌ها تبدیل می‌شوند. درست همان‌طور که تبدیل یک قلعه شنی خوش‌ساخت به یک آشفتگی بزرگ، با واژگون کردن آن آسان است.

پس از توقف تشکیل ستاره و ادغام کهکشان‌ها در کهکشان‌های بیضوی عظیم، ممکن است بر اثر انبساط کیهان، مشاهده‌ی کهکشان‌های دیگر غیرممکن شود و برای تریلیون‌ها سال، چنین چیزی منظره‌ی بدون تغییر آسمان شب باشد: یک کهکشان بیضوی سرخ‌گرای تنها.
Credit: NASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas; and A. Mellinger

به همین دلیل، به مرور زمان کهکشان‌های مارپیچی به کهکشان‌های بیضوی تبدیل می‌شوند و جهان کهکشان‌های مارپیچی کمتر و کهکشان‌های بیضوی بیشتری خواهد داشت. کهکشان راه شیری و کهکشان آندرومدا هم ممکن است در عرض چند میلیارد سال به همین شکل با هم ترکیب شوند. اما جای نگرانی نیست. ستاره‌های هر کهکشان کاملا بدون آسیب از کنار یکدیگر عبور می‌کنند و منجمان آینده، می‌توانند منظره‌ای خارق‌العاده از ادغام دو کهکشان را ببینند.

چگونگی تغییر کل جهان در آینده

انفجار بزرگ یا بیگ بنگ، آغازگر انبساطی بود که احتمالا در آینده هم ادامه خواهد یافت. اما نیروی گرانش، تمام مواد موجود در جهان شامل ستارگان، کهکشان‌ها، گاز و ماده‌ی تاریک را به سمت داخل می‌کشد و انبساط را کند می‌کند. به همین دلیل بر اساس برخی نظریه‌ها، انبساط جهان به آرامی ادامه خواهد یافت یا متوقف خواهد شد.

با این حال، برخی شواهد هم نشان می‌دهد که نیروی ناشناخته‌ای شروع به اعمال نیروی دافعه می‌کند و باعث افزایش سرعت انبساط می‌شود. دانشمندان این نیروی رو به بیرون را انرژی تاریک می‌نامند که هنوز اطلاعات بسیار کمی در مورد آن وجود دارد. بر اساس این دیدگاه کهکشان‌ها به تدریج سریع‌تر و سریع‌تر از هم دور می‌شوند و اگر این روند در آینده هم ادامه یابد، کهکشان‌های دیگر ممکن است به اندازه‌ای از هم دور باشند که نتوان آن‌ها را از راه شیری مشاهده کرد.

نظریه‌ی کنونی درباره‌ی روند تغییرات کیهان
Credit: NASA/WMAP Science Team

به طور خلاصه، بهترین پیش‌بینی فعلی از آینده این است که تشکیل ستارگان متوقف می‌شود و بنابراین کهکشان‌ها پر از ستاره‌های قدیمی، سرخ و کم‌نور خواهند بود که به تدریج در تاریکی فرومی‌روند و سرد می‌شوند. هر گروه یا خوشه‌ی کهکشانی در یک کهکشان بیضوی عظیم ادغام می‌شوند و انبساط شتاب‌دار جهان، مشاهده‌ی کهکشان‌های دیگر فراتر از گروه محلی را غیرممکن می‌کند.

این سناریو در نهایت به پایانی تاریک تبدیل می‌شود که تریلیون‌ها سال طول می‌کشد. ممکن است داده‌های تازه‌ای شناسایی شوند که این داستان را تغییر دهند و مرحله‌ی بعدی در تاریخ جهان ممکن است چیزی کاملا متفاوت و به طور غیرمنتظره‌ای زیبا باشد. بسته به شیوه‌ی نگاه شما، جهان ممکن است «پایانی» نداشته باشد. حتی اگر آنچه رخ خواهد داد با امروز جهان بسیار متفاوت باشد، تصور آینده‌ای دور که در آن جهان کاملا از بین رفته باشد، دشوار است.

اما آنچه اکنون شاید به آن فکر کنید، احساسی است که آگاهی از این سناریو در شما ایجاد می‌کند. گاهی اوقات حس اندوه به همراه دارد که پایان جهان چنین سرد و خاموش باشد اما اکنون ما در یک دوره‌ی بسیار هیجان‌انگیز داستان جهان زندگی می‌کنیم. درست در دورانی پر از ستاره‌ها و کهکشان‌های هیجان‌انگیز برای مشاهده!

کیهان می‌تواند از جامعه‌ی بشری و کنجکاوی آن‌ها طی میلیاردها سال آینده پشتیبانی کند، بنابراین زمان زیادی برای ادامه‌ی کاوش و جست‌وجوی پاسخ‌ها در این پهنه‌ی عظیم وجود دارد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از بقایای یک منظومه‌ی سیاره‌ای باستانی و مرده که به دور یک ستاره‌ی کوتوله‌ی سفید می‌چرخد. محاسبات جدید نشان می‌دهد که کوتوله‌های سفید و دیگر اجرام آسمانی با عمر طولانی، سریع‌تر از آنچه قبلا تصور می‌شد، در حال فروپاشی هستند.
Credit: NASA/ZUMA Press/Alamy

منبع: Space

7,900,000

5,990,000

تومان