Πέμπτη, 31 Μαΐου 2018

Τι θα έβλεπε κάποιος στον ουρανό σε μερικά δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα;

Η εικόνα του ουρανού με τα αστέρια και τους γαλαξίες θα ήταν αρκετά διαφορετική από τη σημερινή. Θα υπήρχαν βεβαίως εκατοντάδες δισεκατομμύρια αστέρια στον ουρανό, όλα προσβάσιμα σε οποιεσδήποτε έξυπνες μορφές ζωής ακόμα και με τηλεσκόπια του ίδιου διαμετρήματος που έχουμε σήμερα. Ωστόσο, κάποιες λεπτομέρειες θα ήταν διαφορετικές:

Ο γαλαξίας Κένταυρος A έχει ένα δίσκο γεμάτο σκόνη μέσα σε αυτόν, αλλά έχει ένα κυρίαρχο ελλειπτικό σχήμα και ένα φωτοστέφανο (άλω) από δορυφόρους: Είναι η απόδειξη ενός πολύ εξελιγμένου γαλαξία που έχει βιώσει πολλές συγχωνεύσεις στο παρελθόν του.

  • θα υπήρχε λιγότερη σκόνη και ουδέτερο αέριο,
  • θα υπήρχε μεγαλύτερη αναλογία παλαιότερων, ερυθρών, χαμηλής μάζας, αστέρων,
  • θα υπήρχαν πολύ λιγότερες περιοχές ενεργού σχηματισμού αστεριών,
  • και τα αστέρια θα κατανέμονταν σε ένα μεγάλο ελλειψοειδές φωτοστέφανο, αντί σε ένα επίπεδο που μοιάζει με το σημερινό Γαλαξία.
Ο κύριος λόγος για όλα αυτά είναι ότι, σε χρονικό διάστημα που κυμαίνεται από 4 έως 7 δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα, ο Γαλαξίας μας και η Ανδρομέδα, και τελικά όλοι οι γαλαξίες του τοπικού σμήνους, θα συγκεντρωθούν σε ένα πολύ μεγάλο μέσω της διαδικασίας της συγχώνευσης..

Η συγχώνευση του Γαλαξία μας (MilkyWay) και της Ανδρομέδας, αλλά και πως ο ουρανός θα εμφανίζεται τότε από τη Γη. Αυτή η συγχώνευση θα συμβεί περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον, με μια τεράστια έκρηξη σχηματισμού αστεριών που οδηγεί σε έναν ερυθρό και νεκρό, χωρίς αέριο, ένα ελλειπτικό νέο γαλαξία: τον Milkdromeda.
 
Όταν συμβαίνουν μεγάλες συγχωνεύσεις γαλαξιών, δημιουργούνται τεράστιες ποσότητες νέων άστρων, χρησιμοποιώντας το μεγαλύτερο μέρος του αερίου και της σκόνης που υπάρχουν μέσα σε ένα γαλαξία. Πολύ γρήγορα, αυτά τα ουδέτερα άτομα καταρρέουν για να σχηματίσουν νέα αστέρια παντού, αλλά τα  πιο μεγάλης μάζας είναι πολύ βραχύβια. Μετά από λίγα μόνο εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, τα πιο μεγάλα άστρα εξελίσσονται, αφήνοντας μόνο άστρα που μοιάζουν με τον Ήλιο μας αλλά και τα μικρότερης μάζας αστέρια. Με την πάροδο δεκάδων δισεκατομμυρίων ετών, θα παραμείνουν μόνο τα παγωμένα κόκκινα αστέρια. Μπορεί να είναι πιο εξασθενημένα, αλλά θα υπάρχει λιγότερη σκόνη για να μπλοκάρει το φως τους προς όλες τις κατευθύνσεις.

Ο γαλαξίας Heniz 2-10, ο οποίος βρίσκεται 30 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, δημιουργεί συνεχώς νέα αστέρια. Όταν ένας ολόκληρος γαλαξίας σχηματίζει πολλά νέα αστέρια θα υπάρχει πολύ λίγη πρώτη ύλη για να σχηματιστούν στο μέλλον οι επόμενες γενιές αστεριών.
 
O  Γαλαξίας μας με την Ανδρομέδα (και η τοπική ομάδα) θα γίνει: στο μέλλον ο γιγάντιος ελλειπτικός γαλαξίας, γνωστός ως Milkdromeda. Εάν ένας πολιτισμός στο μακρινό μέλλον θα έβλεπε πέρα ​​από τον δικό μας Γαλαξία, δεν θα έβλεπαν … τίποτα. Καθώς το Σύμπαν θα συνεχίζει να διαστέλλεται στο μέλλον όλοι οι γαλαξίες που δεν θα αποτελούν μέρος της τοπικής μας ομάδας θα επιταχυνθούν μακριά από εμάς, εξαιτίας της παρουσίας σκοτεινής ενέργειας. Αυτή τη στιγμή, οι εγγύτεροι γαλαξίες απέχουν περίπου 10 εκατομμύρια έτη φωτός, αλλά το Σύμπαν επιταχύνεται. Όταν το σύμπαν θα έχει διπλάσια ηλικία της σημερινής του, αυτοί οι γαλαξίες θα είναι σε διπλάσια απόσταση μακριά. μας, όταν θα έχει τριπλάσια ηλικία, θα είναι τέσσερις φορές πιο μακριά, ενώ αν έχει 4 φορές την σημερινή του ηλικία, θα είναι οκτώ φορές πιο μακριά και ούτω καθεξής. Με την πάροδο του χρόνου το Σύμπαν  ηλικίας περίπου 100 δισεκατομμυρίων ετών, ο πλησιέστερος γαλαξίας μας θα είναι περίπου ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά. Η επιταχυνόμενη επέκταση του Σύμπαντος θα μας κάνει να νομίζουμε ότι είμαστε μόνοι στον Κόσμο.

Μετά τη συγχώνευση, μεγάλες σπείρες θα οδηγήσουν στο σχηματισμό ενός ενιαίου, γιγαντιαίου ελλειπτικού γαλαξία. Με την πάροδο του χρόνου, τα αστέρια μέσα θα γίνουν πιο κόκκινα καθώς οι μπλε πεθαίνουν ταχύτερα. Το αέριο και η σκόνη που εμποδίζουν το φως, τελικά είτε θα εξαντληθούν σε νέες γενιές αστεριών είτε θα εκδιωχθούν εξ ολοκλήρου μετά από μια μεγάλη αστραπιαία έκρηξη.
 
Επίσης, δεν θα υπάρχει καθόλου υπογραφή του κοσμικού μικροκυματικού υποβάθρου (CMB). Σήμερα, υπάρχουν εκατοντάδες φωτόνια που έχουν απομείνει ανά κυβικό εκατοστό,  μόλις λίγους βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν, τοποθετώντας το στο τμήμα μικροκυμάτων του φάσματος. Καθώς το Σύμπαν επεκτείνεται, τόσο η πυκνότητα όσο και η ενέργεια αυτών των φωτονίων θα πέσουν. Μετά από 100 δισεκατομμύρια χρόνια, θα υπάρξουν λιγότερα από ένα φωτόνια ανά κυβικό εκατοστό και το κοσμικό υπόβαθρο δεν θα είναι καθόλου στην κλίμακα των μικροκυμάτων, αλλά μόνο στο απομακρυσμένο ραδιοφωνικό τμήμα του φάσματος. Αν κάποιος δεν είχε ιδέα ότι οι εξαιρετικά απομακρυσμένοι γαλαξίες και αυτό το εξαιρετικά απομακρυσμένο, εξασθενημένο ραδιοφωνικό υπόβαθρο υπάρχει εκεί έξω, ένας πολύ μακρινός μελλοντικός πολιτισμός δεν θα αποκάλυπτε ποτέ το Big Bang. 

Καθώς ο ιστός του Σύμπαντος επεκτείνεται (διαστέλλεται), τα μήκη κύματος απομακρυσμένων πηγών φωτός επίσης τεντώνονται. Στην περίπτωση της εναπομείνουσας λάμψης CMB από την Μεγάλη Έκρηξη, θα μπορούσε να φανεί στο ορατό τμήμα του φάσματος κατά τη στιγμή που εκλύθηκε η CMB, λίγο μετά μετατοπίστηκε στο υπέρυθρο τμήμα και αργότερα στο τμήμα μικροκυμάτων, καθώς το Σύμπαν επεκτάθηκε και τελικά θα φτάσει στο ραδιοφωνικό τμήμα του φάσματος καθώς η διαστολή θα συνεχίζεται. Η ισχύς και η έντασή της, καθώς και η πυκνότητα των φωτονίων, θα συνεχίσουν να μειώνονται όσο περνάει ο καιρός.
 
Αντ ‘αυτού, θα κατέληγαν στο συμπέρασμα ότι ο γαλαξίας τους αντιπροσώπευε την πλήρη έκταση ολόκληρου του Σύμπαντος. Οτιδήποτε γύρω τους μπορούσαν να δουν, δεν θα υπήρχε τίποτα άλλο γύρω: από τον γαλαξία τους. Χωρίς κοντινές ενδείξεις για το τι άλλο υπάρχει εκεί έξω, δεν θα υπήρχε καμία ώθηση να αναζητήσουν στις μεγάλες ανεξερεύνητες αποστάσεις, τους εξαιρετικά απομακρυσμένους γαλαξίες που τώρα είναι οι πιο κοντινοί προς τον δικό μας. Δεν θα υπήρχε κανένα κίνητρο για να υποθέσουμε την ύπαρξη κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας που έφτασε σε μας από τη Μεγάλη Έκρηξη, καθώς το διαστελλόμενο Σύμπαν θα έμενε απαρατήρητο. Το μόνο που θα είχαμε θα ήταν ο δικός μας γαλαξίας, η Milkdromeda, που θα είχε έκταση μερικές εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός. Μπορεί οι μελλοντικοί πολιτισμοί να ανακαλύψουν σκοτεινή ύλη μέσα στον δικό τους γαλαξία, αλλά αυτό είναι όλο κι όλο. Εκτός κι αν σκοντάψουν σε υπεραπομακρυσμένες, εξαιρετικά αχνές υπογραφές από το μακρινό Σύμπαν,
 
Το τοπικό σούπερσμήνος μας, η Λανιακέα (Laniakea), περιέχει τον Γαλαξία, την τοπική μας ομάδα, το σμήνος της Παρθένου και πολλές μικρότερες ομάδες και σμήνη στις παρυφές. Ωστόσο, κάθε ομάδα και σμήνος δεσμεύεται μόνο από τον εαυτό του και θα οδηγηθεί εκτός από τα άλλα μέρη λόγω της σκοτεινής ενέργειας και του διαστελλόμενου Σύμπαντος μας. Μετά από 100 δισεκατομμύρια χρόνια, ακόμη και ο πλησιέστερος γαλαξίας πέρα ​​από τη δική μας τοπική ομάδα θα είναι περίπου ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά, κάνοντας πολλές χιλιάδες και πιθανόν εκατομμύρια (όταν παίρνετε τους διαφορετικούς αστρικούς πληθυσμούς που θα βρίσκονται μέσα) φορές πιο εξασθενημένους  τους γαλαξίες που εμφανίζονται σήμερα. Θα μπορούσαμε να τους βρούμε με τα τηλεσκόπια του σήμερα, αλλά θα γνωρίζαμε να τους αναζητούμε και θα είμαστε αρκετά τυχεροί ώστε να να δείχνουμε προς τη σωστή κατεύθυνση;
 
Οι μελλοντικοί πολιτισμοί Θα έκαναν ερωτήσεις όπως από πού προέρχεται ο γαλαξίας τους; Γιατί είναι ο μόνος; Από πού προέρχεται το υλικό για να σχηματιστούν αυτά τα μακρόβια αστέρια; Γιατί υπάρχουν τόσο λίγα νεαρά, μπλε αστέρια; Χωρίς καθόλου αποδεικτικά στοιχεία για ένα διευρυνόμενο σύμπαν, για την  Μεγάλη Έκρηξη ή για μακρινά αντικείμενα πέρα ​​από τον Γαλαξία, θα βγάλουν σίγουρα λάθος συμπεράσματα για αιώνες, αν όχι για όλη την αιωνιότητα. Μετά από αμέτρητες ζωές έρευνας στις βαθύτερες αβύσσους του Σύμπαντος δεν θα βρίσκουν τίποτα, οπότε θα αναγκαστούν να καταλήξουν ότι ήταν ακριβώς μόνοι τους. Απλά μόνο ο γαλαξίας τους. και μόνο τα αστέρια τους. Όλοι μόνοι σε μια άπειρη άβυσσο σκοτεινής μοναξιάς.
 
Ο απομονωμένος γαλαξίας MCG + 01-02-015, ο οποίος είναι ο πιο μοναχικός σε μια έκταση πάνω από 100.000.000 έτη φωτός προς όλες τις κατευθύνσεις. Θεωρείται σήμερα ο πιο μοναχικός γαλαξίας στο Σύμπαν. Στο πολύ μακρινό μέλλον, ο νέος γαλαξίας Milkdromeda θα είναι ακόμη πιο μοναχικός.
 
Είμαστε προνομιούχοι που έχουμε φτάσει εκεί που φτάσαμε, τόσο εξελικτικά όσο και τεχνολογικά, όταν το Σύμπαν είναι ακόμα τόσο νέο. Ζούμε σήμερα, σε μια εποχή που οι γειτονικοί γαλαξίες μας έχουν δείξει ότι διαστέλλεται το Σύμπαν, που μας λέει ότι πρέπει να αναζητήσουμε υπογραφές από πότε το σύμπαν ήταν μικρότερο, πυκνότερο και θερμότερο. Βρήκαμε πολύ ισχυρές υπογραφές αυτού του γεγονότος, τόσο κοντά όσο και πολύ μακριά, και γνωρίζαμε πως να δούμε τις μεγάλες κοσμικές αποστάσεις εξαιτίας αυτού που είδαμε κοντά μας. Αλλά αν δεν είχαμε δει τίποτα; Αν σκεφτόμαστε ότι ο Γαλαξίας μας ήταν ο μόνος που υπήρχε; Δεν θα υπήρχε κανένα κίνητρο να κοιτάξουμε μακρύτερα. Στο μακρινό μέλλον, ένας πολιτισμός θα χρειαζόταν να κοιτάξει εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες φορές πιο μακριά για να δει ακόμα και τα πιο κοντινά αντικείμενα πέρα ​​από τον γαλαξία μας.
 
Σε αυτό που καταλήγουμε είναι ότι οι ερωτήσεις για το τι είναι το σύμπαν μας και από πού προέρχεται, εξαρτάται από το ποιά χρονική στιγμή θα τις κάνουμε.
 
Ένα σύμπαν με σκοτεινή ενέργεια:. Μπορούμε να εντοπίσουμε αυτή τη σκοτεινή ενέργεια μόνο και μόνο επειδή ζούμε τώρα. Αν είμαστε εδώ πριν από 11 δισεκατομμύρια χρόνια, δεν θα την αντιλαμβανόμαστε ποτέ. Δεν υπάρχει κάτι που να χάνουμε σήμερα επειδή είμαστε τώρα εδώ και όχι νωρίτερα ή αργότερα;
 
Ο B. G. Buehler αναρωτιέται εάν υπάρχουν σημαντικές συνιστώσες ή ιδιότητες στο Σύμπαν που έχουν ήδη χαθεί; Υποθέτουμε ότι το Σύμπαν είναι κατασκευασμένο από φυσιολογική ύλη, ακτινοβολία, σκοτεινή ύλη, νετρίνα, μαύρες τρύπες και σκοτεινή ενέργεια και λίγα άλλα ακόμα. Αλλά αν κοιτάξουμε νωρίτερα, γνωρίζουμε ότι τα νετρίνα και η ακτινοβολία ήταν πολύ πιο σημαντικά από αυτά που είναι σήμερα και ότι η σκοτεινή ενέργεια δεν αποκαλυπτόταν σε ένα ανιχνεύσιμο επίπεδο μέχρι που το σύμπαν ήταν ήδη ηλικίας μερικών δισεκατομμυρίων ετών. Θα μπορούσαν να υπήρχαν και άλλοι τύποι ενέργειας στο Σύμπαν που χάθηκαν πιο γρήγορα από την ακτινοβολία και δεν γνωρίζουμε για την ύπαρξή τους επειδή δεν έχουμε κανένα στοιχείο για αυτά; Άγνωστο.
Διάφορες συνιστώσες (νετρίνα, ακτινοβολία, ύλη, κοσμολογική σταθερά κλπ) που συνεισφέρουν στην ενεργειακή πυκνότητα του Σύμπαντος, και πότε θα μπορούσαν να κυριαρχούν. Αν οι κοσμικές χορδές ή τα τοπολογικά σολιτόνια (domain walls ) που συμβαίνουν όταν σπάει αυθόρμητα μια συμμετρία, υπήρχαν σε κάποια αξιόλογη ποσότητα, θα συνεισφέρουν σημαντικά στην επέκταση του Σύμπαντος. Θα μπορούσαν ακόμη να υπάρχουν πρόσθετα στοιχεία που δεν βλέπουμε πια ή που δεν έχουν εμφανιστεί ακόμα!
 
Το μόνο που μπορούμε να κάνουμε είναι να θέσουμε επί του παρόντος περιορισμούς σε σχέση με τα στοιχεία που βλέπουμε. Και, ρεαλιστικά, αυτοί οι περιορισμοί δεν είναι πολύ καλοί. Βλέπουμε αρκετό τμήμα από το Σύμπαν για να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι η Μεγάλη Έκρηξη είναι σωστή και ότι το Σύμπαν θα έπρεπε να είχε μια πληθωριστική προέλευση που δημιούργησε και προκάλεσε τη Μεγάλη Έκρηξη. Αλλά πέρα ​​από αυτό, θα μπορούσαν να υπήρχαν κι άλλες συνιστώσες στο Σύμπαν που πραγματικά έπαιξαν σημαντικό ρόλο στο μακρινό παρελθόν και αυτά τα σημάδια δεν υπάρχουν πλέον σήμερα. Οι επιστήμονες ξοδεύουν πολύ λίγο χρόνο εστιάζοντας σε αυτή τη δυνατότητα, επειδή αυτό που βλέπουμε δουλεύει τόσο καλά ώστε να αναπαραγάγει αυτό που βλέπουμε. Αλλά αυτό θα συνέβαινε και στο απώτερο μέλλον: υποθέτοντας ότι ένα σύμπαν με σταθερή κατάσταση που υπήρχε, αμετάβλητο, για δεκάδες δισεκατομμύρια χρόνια θα λειτουργούσε εξαιρετικά καλά.
 
Είναι μια θυελλώδης υπενθύμιση ότι, όπως και οι επιστημονικές μας θεωρίες, πάντοτε υπόκεινται σε αναθεώρηση και ότι δεν πρέπει ποτέ να σταματήσουμε να αναζητούμε ρωγμές σε αυτές τις θεωρίες. Χωρίς να διερευνούμε ολοένα και μεγαλύτερους ορίζοντες, από την υποατομική ως την κοσμική κλίμακα, δεν θα αποκαλύψουμε ποτέ τις βαθύτερες αλήθειες για το Σύμπαν. Έχουμε μάθει αλήθεια πάρα πολλά, αλλά όπως και πολλοί επιστήμονες, έχω την αίσθηση ότι υπάρχει πάρα πολύ άγνωστο πιο πέρα. Θα χρειαστεί ταπεινοφροσύνη και ίσως ψάξιμο ακόμα και σε φαινομενικά απίθανο τόπους, για να φτάσουμε εκεί.

Δεν υπάρχουν σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου