Geekly articles weekly

اسأل إيثان رقم 111: هل تموت المجرات؟

حتى المنزل الكوني لنظامنا الشمسي سيختفي يومًا ما. لكن كيف بالضبط؟


إذا لم تقل وداعًا لأحبائك ، وإذا لم تنتقل إلى مكان جديد تمامًا ، يمكنك الانتظار فقط لارتداء تدريجي طويل ، مما يؤدي إلى الاختفاء.
- جان دوبوفيت

هذا الأسبوع كان هناك الكثير من الأسئلة والاقتراحات لعمودنا الدوري ، حتى أنني اضطررت لطلب المساعدة لاتخاذ قرار. ونتيجة لذلك ، تقرر الإجابة على سؤال جون ليتل ، الذي طلب منا الذهاب إلى المستقبل البعيد:
هل تموت المجرات؟ إذا كان الأمر كذلك ، كيف يبدو؟

دعونا نبدأ باستكشاف وطننا ، درب التبانة ، وجيرانها.

الصورة

من المقبول عمومًا أن المجموعة المحلية من المجرات (نحن وجيراننا في الفضاء) تتكون منا ، أندروميدا (أختنا الكبرى) وحفنة من المجهولين. حان الوقت للتعرف عليهم. على وجه الخصوص:



رقم 3: مجرة ​​المثلث. تبلغ كتلتها حوالي 5٪ من مجرة ​​درب التبانة ، وهي الثالثة في قائمة أكبر المجرات في مجموعتنا المحلية. لديها هيكل حلزوني ، لها أقمار صناعية خاصة بها ، ويمكن أن تكون نفسها قمرًا صناعيًا لأندروميدا.



رقم 4: سحابة ماجلانية كبيرة. لا تتجاوز كتلتها 1٪ من مجرة ​​درب التبانة ، لكنها الرابعة في قائمة أكبر. إنه قريب جدًا من درب التبانة - لا يزيد عن 200،000 سنة ضوئية ، وتكوين النجوم متفجر في نشاطه. تتسبب قوى المد والجاذبية في مجرتنا في انضغاط الغاز ، وتولِّد أحدث النجوم وأكثرها سخونة وأكبرها في الكون.







رقم 5-7: سحابة Magellanic الصغيرة ، NGC 3190 و NGC 6822. وتتراوح كتلها من 0.1٪ إلى 0.6٪ من مجرة ​​درب التبانة ، وهي أكبر غير واضحة ، لكن هذه المجرات كبيرة جدًا أيضًا - في كل مادة ستتراكم لكل مليار كتلة شمسية.



الرقمان 8 و 9: المجرات الإهليلجية M32 و M110. يمكن أن تكون سواتل أندروميدا "فقط" ، لكن لكل منها مليار نجم ، ويمكن أن تكون أكبر من الأرقام المذكورة 5 و 6 و 7.

وإلى جانبهم هناك 45 مجرة ​​معروفة أصغر على الأقل تتكون مجموعتنا المحلية. على الرغم من العدد الضخم والكتل والأحجام ، لن يبقى أي منهم بشكله الحالي بعد عدة مليارات من السنين.



بمرور الوقت ، تتفاعل المجرات من خلال الجاذبية. هذا لا يجمعهم فقط من خلال الجذب ، ولكن يؤثر عليهم أيضًا من خلال قوى المد والجزر. بالنسبة لنا ، المد والجزر هو ما يخلقه القمر من خلال جذب محيطات الأرض ، مما يؤدي إلى انتفاخ يعطي تأثير المد عندما يمر جزء من الكوكب من خلاله.

ولكن من وجهة نظر المجرة ، فإن المد والجزر ليس واضحًا جدًا. سيتم جذب جزء من مجرة ​​صغيرة ، قريبة من مجرة ​​كبيرة ، بقوة أكبر ، وجزئها البعيد - مع مجرة ​​أصغر. ونتيجة لذلك ، تتوسع المجرات الصغيرة وتنفجر في نهاية المطاف من خلال تفاعلها مع المجرات الكبيرة.



سيتم كسر المجرات الصغيرة التي تنتمي إلى المجموعة المحلية ، بما في ذلك الغيوم Magellanic وجميع المجرات الإهليلجية القزمة ، وسيتم تضمين مادتها في المجرات الأكبر التي ستتحد معها.

ماذا تقول. هذا ليس موتًا حقيقيًا ، لأن المجرات الكبيرة مثل درب التبانة ستنجو من كل شيء. لكننا لن نتمكن من البقاء في هذه الحالة إلى الأبد. بعد 4 مليارات سنة ، سيجذبنا جاذبية درب التبانة وأندروميدا إلى رقصة الجاذبية المشتركة ، مما يؤدي إلى الاندماج. وعلى الرغم من أن العملية ستستغرق مليارات السنين ، إلا أنه سيتم تدمير الهيكل الحلزوني لكلا المجرتين ، ونتيجة لذلك ستظهر مجرة ​​إهليلجية عملاقة في وسط مجموعتنا: ميلكروميدا.



ونتيجة لذلك ، ستمتص المجرات الأخرى في مجموعتنا المحلية وستبقى مجرة ​​عملاقة تتكون من جميع المجرات الممتصة. ستحدث مثل هذه العملية عاجلاً أم آجلاً في جميع المجموعات ومجموعات المجرات ذات الصلة في جميع أنحاء الكون ، وستسحب الطاقة المظلمة المجموعات والمجموعات عن بعضها البعض.

لكن هذا ليس الموت ، لأن المجرة ستبقى. لكن المجرة تتكون من نجوم وغبار وغاز ، ومقدارها كله محدود.



وعلى الرغم من أن الارتباطات ستستغرق عشرات المليارات من السنين ، وستبعدها الطاقة المظلمة عن بعضها البعض في جميع أنحاء الكون على مسافات تؤدي إلى عدم الرؤية وإمكانية الوصول ، إلا أن النجوم ستستمر في العيش على فترات زمنية تقاس بمئات المليارات من السنين. ستحرق النجوم الأطول عمرا اليوم وقودها لأكثر من عشرة تريليون سنة ، وستولد نجوم جديدة من الغاز والغبار والنجوم المتبقية تملأ المجرات - على الرغم من ذلك بكميات أصغر وأقل وأقل.



وعندما تحترق النجوم الأخيرة ، ستظل بقاياها - الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية - تتألق لمئات التريليونات ، أو حتى كوادريليون سنة ، حتى تصبح مظلمة. وعندما يحدث هذا حتمًا ، سيظل هناك أقزام بنية ، وغير نجوم ، وأحيانًا تتحد معًا ، وتطلق اندماجًا نوويًا وخلق ضوء النجوم لعشرات تريليونات السنين.



وعندما يحترق النجم الأخير ، بعد عشرات كوادريليون سنة (10 16 ) ، سيظل هناك كتلة في المجرة. وحتى هذا لا يمكن اعتباره موتًا حقيقيًا.



ولكن حتى في الظلام ، لن تكون المجرة موجودة إلى الأبد! ستتفاعل كل هذه الكتل مع بعضها البعض بشكل جاذبي ، وتتصرف أشياء الجاذبية ذات الكتل المختلفة بطريقة غريبة:
• التحليقات المتكررة واللقاءات القريبة تؤدي إلى تبادل السرعة والزخم.
• يتم رمي أشياء ذات كتلة أصغر خارج المجرة ، وتغرق أشياء أكبر باتجاه المركز وتفقد السرعة في عملية "الاسترخاء القسري" [الاسترخاء العنيف].
• لفترة طويلة بما فيه الكفاية ، من 10 19 إلى 10 20 سنة ، سيتم طرد معظم الكتلة من المجرة ، ولن تلتزم سوى نسبة صغيرة من الكتلة المتبقية أكثر.



في قلب بقايا المجرة سيكون هناك ثقب أسود فائق الكتلة. وسيكون هذا الكائن هو آخر الكائنات الموجودة ، حيث يزداد أولاً إلى أقصى حجم ممكن ، ويأكل كل شيء يمكنه الوصول إليه. في مركز Milkdromeda ، نجد جسمًا أكبر بمئات الملايين من المرات من الشمس. في المجموعات والمجموعات الأكبر ، سيكون للثقوب السوداء كتل تتجاوز عشرات المليارات من الكتل الشمسية أو حتى أكثر!

لكنهم لن يعيشوا إلى الأبد.



بسبب إشعاع هوكينج ، ستتحلل هذه الأشياء أيضًا. سيستغرق الأمر من 10 80 إلى 10 100 سنة ، اعتمادًا على كتلتها ، لكنها ستختفي على أي حال.

لا يهم كيف تحدد المجرة أو بقاياها ، فكلها ستموت بالتأكيد. وكيف ومتى بالضبط - الجواب الدقيق لهذا السؤال هو لك!

Source: https://habr.com/ru/post/ar399625/

More articles:


All Articles