Kosmos  / News

Eksplodujący czarny karzeł będzie ostatnim ciekawym wydarzeniem we wszechświecie. Później nastanie całkowita ciemność

1604 interakcji
dołącz do dyskusji

Koniec wszechświata nie będzie jakoś szczególnie bogaty w wydarzenia. Większość gwiazd powoli  ochłodzi się do zera. Powoli jest tu słowem kluczowym.

-To będzie raczej smutne, puste i zimne miejsce – mówi Matt Caplan dodając, że i tak tego końca wszechświata nikt nie będzie miał okazji oglądać. Większość naukowców uważa, że koniec będzie ciemny, a wszechświat doświadczy tzw. śmierci cieplnej. To właśnie wtedy wszechświat będzie wypełniony głównie czarnymi dziurami i wypalonymi gwiazdami – dodaje Caplan, który spodziewał się innego wyniku, kiedy obliczał, w jaki sposób te wymarłe gwiazdy będą zmieniały się na przestrzeni kolejnych eonów.

Jak będzie wyglądał koniec wszechświata?

Całkowitą ciemność będą od czasu do czasu rozświetlały nieme fajerwerki – eksplozje wymarłych gwiazd, które nigdy nie miały eksplodować. W najnowszym opracowaniu teoretycznym, Caplan, adiunkt na Uniwersytecie Stanu Illinois pisze, że wiele białych karłów może eksplodować jako supernowe w odległej przyszłości, długo po tym jak wszystkie inne obiekty we wszechświecie ucichną i wymrą.

W obecnym wszechświecie, dramatyczna śmierć masywnych gwiazd w eksplozji supernowej zachodzi gdy reakcje jądrowe we wnętrzu gwiazdy prowadzą do produkcji żelaza w jej jądrze. Gwiazdy nie są w stanie korzystać z żelaza jako paliwa i zaczyna się ono zbierać niczym trucizna, która z czasem powoduje kolaps jądra gwiazdy i eksplozję supernowej. Jednak mniej masywne gwiazdy umierają spokojniej, kurcząc się i przechodząc w stadium białego karła pod koniec swojego życia.

Czarne karły - ich epoka jeszcze nie nadeszła

Gwiazdy o masie mniejsze niż 8 mas Słońca nie są w stanie syntetyzować żelaza w swoim jądrze tak, jak to robią gwiazdy masywne, dlatego też nie eksplodują jako supernowe. Białe karły z kolei stopniowo ochładzając się przez kolejne biliony lat, będą stawały się coraz ciemniejsze, aż w końcu zamarzną, staną się czarnymi karłami i przestaną świecić - twierdzi Matt Caplan.

Podobnie do białych karłów obecnie, takie czarne karły będą składały się z lekkich pierwiastków takich jak węgiel i tlen i będą miały rozmiary Ziemi a masę Słońca. Oznacza to także, że ich gęstość będzie miliony razy większa od gęstości czegokolwiek na Ziemi.

Fakt, że czarne karły stają się w tym momencie zimne, nie oznacza że w ich wnętrzach ustają reakcje jądrowe. Gwiazdy świecą wskutek reakcji fuzji termojądrowej, w których jedne pierwiastki zamieniane są w inne, uwalniając przy tym potężne ilości energii. Białe karły  są już popiołem, są wypalone, ale reakcje fuzji mogą w nich wciąż zachodzić wskutek tunelowania kwantowego. Są one jednak dużo wolniejsze. Fuzja może zachodzić nawet przy zerowej temperaturze, ale trwa wtedy naprawdę bardzo długo. Według Caplana to kluczowa informacja dla zamiany  czarnych karłów w żelazo i doprowadzenia do supernowej.

Tak będzie wyglądał wszechświat jeszcze przed pierwszą eksplozją czarnego karła. Wszystkie obiekty będą od siebie tak oddalone, że z powierzchni jednego nie będzie widać żadnego innego.

Eksplodujące czarne karły – nowe supernowe

W najnowszym artykule opublikowanym w periodyku Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Caplan oblicza jak dużo czasu te reakcje jądrowe potrzebują do wyprodukowania żelaza, i ile tego żelaza potrzebują czarne karły o różnych rozmiarach, aby eksplodować.

Według obliczeń, pierwsza eksplozja supernowa wyzwolona przez czarnego karła, będzie miała miejsce za około 10^1100 lat. Gdybyśmy chcieli zapisać tę liczbę zwykłą czcionką na kartce, to zajęłaby prawie całą stronę.

Oczywiście jednak nie wszystkie czarne karły eksplodują. Tylko najmasywniejsze czarne karły, o masie od 1,2 do 1,4 masy Słońca, eksplodują. Mimo to oznacza to, że nawet 1 procent wszystkich dzisiaj istniejących gwiazd, czyli jakiś miliard bilionów gwiazd, umrze właśnie w ten sposób. Reszta pozostanie czarnymi karłami.

Nawet przy bardzo powolnych reakcjach jądrowych, Słońce ma za małą masę, aby eksplodować jako supernowa, nawet w bardzo odległej przyszłości. Całe Słońce można by zamienić w żelazo i wciąć by nie eksplodowało.

Caplan przewiduje, że najmasywniejszcze czarne karły eksplodują jako pierwsze, a po nich tym samym szlakiem będą podążały coraz mniej masywne. Ostatnia z nich eksploduje za jakieś 10^32000lat. W tym momencie, po ostatniej supernowej, wszechświat będzie naprawdę martwy i cichy.

Trudno sobie wyobrazić co będzie potem. Ostatnia supernowa z czarnego karła będzie ostatnim interesującym wydarzeniem we wszechświecie. Nie zmienia to faktu, że zanim dojdzie do pierwszej supernowej z czarnego karła, wszechświat nie będzie przypominał już obecnego. Galaktyki już dawno się rozpadną, czarne dziury odparują, a rozszerzanie wszechświata oddali od siebie wszystkie obiekty na tyle, że żaden z nich nie będzie w stanie zobaczyć eksplozji pozostałych.

Nie zraża się jednak:

Zostałem fizykiem z jednego powodu. Chciałem szukać odpowiedzi na wielkie pytania – dlaczego wszechświat istnieje lub jak się skończy. Co teraz? Być może spróbujemy stworzyć symulację eksplozji supernowej z czarnego karła. Jeżeli nie będziemy mogli ich zobaczyć na własne oczy, to może chociaż na ekranie komputera? - mówi Caplan.

Nie przegap nowych tekstów. Obserwuj Spider's Web w Google News.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst