Śmierć wszechświata - Renée Hlozek

Obejrzyj całą lekcję pod adresem: http://ed.ted.com/lessons/the-death-of-the-universe-renee-hlozek

Kształt, zawartość oraz przyszłość wszechświata są ze sobą ściśle powiązane. Wiemy, że wszechświat jest niemalże płaski; wiemy, że składa się zarówno z materii barionowej (tworzącej gwiazdy i planety), jak i - w przeważającej części - z ciemnej materii i ciemnej energii; wiemy też, że ciągle się rozszerza, tym samym skazując gwiazdy na wygaśnięcie w zimnej nicości. Renée Hlozek szerzej opisuje ten piękny, mroczny koniec.

Lekcja: Renée Hlozek, animacja: Giant Animation Studios.

Gdy patrzymy na nocne niebo,

jesteśmy zdumieni jego ogromem.

Lecz jak będzie ono wyglądało

za kilka miliardów lat?

Naukowcy zwani kosmologami

zastanawiają się nad tym pytaniem.

Koniec wszechświata jest uzależniony

od jego zawartości.

Ponad 100 lat temu

Einstein sformułował Ogólną Teorię Względności,

która pomaga zrozumieć związek

między zawartością wszechświata

a jego kształtem.

Powierzchnia wszechświata

może być zakrzywiona na wzór kuli.

Taki wszechświat nazwiemy zamkniętym

lub o krzywiźnie dodatniej.

Może mieć kształt siodła.

Nazwiemy go otwartym lub o krzywiźnie ujemnej.

Może też być płaski.

Kształt wszechświata

decyduje o jego życiu i śmierci.

Wiemy, że wszechświat jest prawie płaski.

Lecz części składowe wszechświata

mogą wpłynąć na jego los.

Możemy przewidzieć

jak wszechświat się zmieni,

mierząc aktualne wartości gęstości energii

jego poszczególnych komponentów.

Z czego zatem składa się wszechświat?

Tworzą go wszystkie rzeczy, które widzimy,

jak gwiazdy, chmury gazu i planety.

Są to przykłady materii zwyczajnej lub barionowej.

Choć widzimy je wszędzie dookoła,

ich całkowita gęstość energii

jest bardzo mała,

około 5% całkowitej energii wszechświata.

Przejdźmy do pozostałych 95%.

Niecałe 27%

pozostałej gęstości energii wszechświata

stanowi tak zwana ciemna materia.

Ciemna materia bardzo słabo oddziałuje ze światłem,

przez co nie odbija go i nie świeci

tak jak robią to gwiazdy czy planety,

lecz poza tym zachowuje się jak normalna materia,

przyciąga grawitacyjnie obiekty.

Ciemną materię możemy wykryć

obserwując jak wpływa grawitacyjnie

na orbitujące obiekty

i jak zakrzywia światło

w zakrzywionej czasoprzestrzeni.

Nie odkryliśmy jeszcze cząstki ciemnej materii,

ale szukają jej naukowcy na całym świecie

i badają wpływ ciemnej materii na wszechświat.

Nadal jednak nie mamy 100%.

Pozostałe 68%

gęstości energii wszechświata

stanowi ciemna energia,

jeszcze bardziej tajemnicza niż ciemna materia

Ciemna energia zachowuje się inaczej

niż znane substancje

i działa jak antygrawitacja.

Jej ciśnienie grawitacyjne jest inne

niż zwykłej i ciemnej materii.

Wszechświat powinien się kurczyć

pod wpływem przyciągania grawitacyjnego,

lecz zamiast tego rozszerza się

w coraz szybszym tempie.

Ciemna energia często interpretowana jest

jako stała kosmologiczna.

Oznacza to, że ciemna energia

rośnie wraz z objętością wszechświata,

a jej gęstość energii pozostaje stała.

Gdy wszechświat się rozszerza,

jak robi to obecnie,

wzrasta ilość ciemnej energii.

Jednak ciemna materia i materia barionowa

nie rosną wraz ze wszechświatem

i stają się bardziej rozrzedzzone.

Ponieważ ciemna energia

jest stałą kosmologiczną,

ciemna energia zdominuje wszechświat,

który oziębi się

i będzie się coraz szybciej rozszerzać.

Kiedyś wyczerpią się zapasy gazu,

z którego powstają gwiazdy,

a gwiazdom skończy się paliwo

i zgasną,

zostawiając wszechświat pełen czarnych dziur.

Z biegiem czasu

nawet czarne dziury wyparują,

a wszechświat stanie się zimny i pusty.

Nazywamy to śmiercią cieplną wszechświata.

Mimo przygnębiającej prognozy

życia we wszechświecie,

który dobiegnie końca

zimny i pozbawiony życia,

ostateczny los wszechświata

stanowi piękną symetrię

z jego wybuchowym początkiem.

Ostatni etap akceleracji wszechświata

nazywamy fazą de Sittera,

od nazwiska holenderskiego matematyka,

Willema de Sittera.

Uważa się też,

że wszechświat przeszedł już raz

fazę de Sittera

w początkowym okresie istnienia.

Ten wczesny okres nazywamy inflacją,

kiedy tuż po Wielkim Wybuchu

wszechświat błyskawicznie się rozszerzał

przez krótki czas.

Zatem wszechświat zakończy się

tak samo, jak się rozpoczął,

fazą akceleracji.

Żyjemy w wyjątkowym okresie

życia wszechświata.

Możemy go poznać,

stać się świadkami historii

rozgrywającej się na niebie

przed naszymi oczami.