أنماط مختلفة ممكنة لتطور الكون. تظهر النسخة الحقيقية المتسارعة على اليمين. سوف يمر وقت كافي ، ويعزل التسارع جميع الهياكل المجرية أو المجرية الفائقة المتصلة للكون ، وكل البقية ستبتعد عنها بشكل لا رجعة فيه.تعتبر واحدة من أعظم الأخطار في العلوم قرارات متسرعة بناءً على البيانات المحدودة المتوفرة لدينا. لن نتمكن أبدًا من مراقبة كل شيء بدقة تعسفية ، لذلك نحن مضطرون دائمًا إلى الاستقراء بناءً على ما نراه. ولكن ماذا لو افتقرنا إلى المعلومات المهمة التي يمكن أن تقودنا إلى الاستنتاج الصحيح؟ سوف تنشأ مثل هذه الحالة في مليارات السنين مع الانفجار الكبير. أدى هذا الاستنتاج المخيف إلى سؤال رائع يطرحه قارئنا:
إذا عاودت الحياة الذكية الظهور في نظامنا الشمسي في غضون بضعة مليارات من السنين ، فستبقى في ذلك الوقت بضع نقاط ضوئية فقط مرئية في السماء. ما هي نظرية الكون التي يمكن لهذه الكائنات أن تخترعها؟ سيكون من الخطأ بالتأكيد. لماذا نعتقد أن ما نراه يمكن أن يقودنا إلى النظرية "الصحيحة" ، إذا كان أمامنا بضعة مليارات سنة يمكن أن يبدو كل شيء مختلفًا تمامًا؟
دعونا نتحدث عما سيراه شخص ما في المستقبل البعيد ، على سبيل المثال ، في عشرات المليارات من السنين.
تحتوي مجرة Centaurus A على قرص مغبر ، ولكن يهيمن عليها شكل بيضاوي وهالة من الأقمار الصناعية: دليل على مجرة طويلة الأمد شهدت العديد من عمليات الاندماج في الماضيستظل مئات المليارات من النجوم مرئية في السماء ، وبغض النظر عن مدى ذكاء شكل الحياة ، ستتمكن من رؤيتها بنفس التلسكوبات التي لدينا اليوم. لكن بعض التفاصيل ستكون مختلفة:
- سيكون هناك غبار أقل وغاز متعادل ،
- بما يتناسب مع النجوم الحمراء القديمة ذات الكتلة الصغيرة سيكون هناك المزيد
- مناطق تكوين النجوم النشطة ستكون أصغر بكثير
- سيتم توزيع النجوم في هالة إهليلجية كبيرة ، وليس في طائرة مثل درب التبانة.
والسبب الرئيسي لذلك هو أنه لمدة 4-7 مليار سنة درب التبانة
وأندروميدا ، ونتيجة لذلك ، ستندمج جميع
المجرات في المجموعة المحلية في واحدة.
صورة مرور الزمن لالتقاء درب التبانة مع أندروميدا ، وكيف سيتغير مظهر السماء من الأرض. سيحدث هذا الاندماج في حوالي 4 مليارات سنة ، مع انفجار هائل لتكوين النجوم ، مما سيؤدي إلى ظهور مجرة إهليلجية مليئة بالنجوم الحمراء والميتة وليس لديها غاز حر: Milkromeda.عندما تحدث مثل هذه الاندماجات الكبيرة ، يظهر عدد ضخم من النجوم الجديدة التي تلتقط معظم الغاز والغبار الموجود في المجرة. عندما تظهر منطقة صغيرة من تكوين النجوم النشط للغاية ، نسمي هذه الظاهرة وميض تكوين النجوم. عندما تمتد هذه المنطقة على مجرة بأكملها ، نسميها
مجرة انفجار نجمي . في مثل هذه الحالات ، تلتقي الذرات المحايدة بسرعة كبيرة وتشكل نجومًا جديدة في كل مكان ، لكن الكتلة الأكبر منها تعيش القليل جدًا. بعد بضع مئات من ملايين السنين فقط ، تختفي النجوم الأكثر ضخامة ، تاركة فقط أشبه بالشمس وأقل كتلة للحرق. بعد مرور عشرات المليارات من السنين ، سيبقى فقط النجوم الباردة والأحمر. قد لا تكون ساطعة جدًا ، ولكن كمية الغبار التي يمكن أن تمنع الضوء الخاص بها ستكون أقل بكثير.
مجرة هينيز 2-10 النجمية تقع على بعد 30 مليون سنة ضوئية منا. عندما تظهر النجوم في المجرة بأكملها ، يحدث انفجار نجمي. ولكن بعد هذه الفاشية ، تبقى القليل جدًا من المواد غير المستخدمة للأجيال اللاحقة من النجوملكن كل هذا ينطبق فقط على نجوم مجرتنا (والمجموعة المحلية): للمجرة الإهليلجية العملاقة المستقبلية Milkdromeda. إذا كانت حضارة المستقبل البعيد تبدو خارج حدود مجرتنا المستقبلية ، فلن ترى سوى الفراغ. مع استمرار تطور الكون ، ستتسارع منا جميع المجرات التي لا تنتمي إلى المجموعة المحلية بسبب وجود الطاقة المظلمة. الآن تقع أقرب المجرات على بعد حوالي 10 ملايين سنة ضوئية منا ، لكن الكون يتسارع. عندما يبلغ عمر الكون ضعف عدد السنوات ، ستكون هذه المجرات ضعف المسافة. عندما تكون أكبر ثلاث مرات ، ستكون أبعد أربع مرات ؛ بعد أن تضاعف عمرهم أربع مرات ، سيكونون أبعد ثماني مرات ، وهكذا. في الوقت الذي يتحول فيه الكون إلى 100 مليار سنة ، ستكون أقرب مجرة لنا تقع في مليار سنة ضوئية. سيؤدي التوسع المتسارع للكون إلى حقيقة أنه سيبدو لنا كما لو كنا وحدنا في الكون كله.
ستندمج المجرات الحلزونية الكبيرة بعد الاندماج في مجرة إهليلجية عملاقة. بمرور الوقت ، ستصبح النجوم بداخلها أكثر احمرارًا ، لأن اللون الأزرق يموت بسرعة أكبر. سيتم استخدام الغاز والأتربة التي تحجب الضوء في النهاية لإنشاء أجيال جديدة من النجوم ، أو تختفي تمامًا بعد الانفجار النجمي.ولن يكون هناك أي دليل على إشعاع CMB. اليوم ، هناك المئات من الفوتونات المتبقية لكل سنتيمتر مكعب ، مع درجة حرارة بضع درجات فوق الصفر المطلق ، تقع في جزء الميكروويف من الطيف. مع توسع الكون ، ستنخفض كل من كثافة وطاقة هذه الفوتونات. بعد 100 مليار سنة ، سيبقى أقل من فوتون واحد لكل سنتيمتر مكعب ، ولن يبقى الإشعاع الناتج في نطاق الموجات الدقيقة ، ولكن فقط في الجزء البعيد من النطاق الراديوي. إذا لم يدرك شخص ما وجود مجرات بعيدة جدًا وهذه الإشارات الراديوية الضعيفة ، فإن حضارات المستقبل البعيد قد لا تفتح الانفجار الكبير.
مع تمدد نسيج الكون ، يزداد الطول الموجي لمصادر الضوء البعيدة. أما فيما يتعلق بالوهج المتبقي للانفجار الكبير ، فيمكن ملاحظته في الجزء المرئي من الطيف لحظة انبعاثه ، ثم تحوله إلى الأشعة تحت الحمراء ، ثم إلى جزء الميكروويف ، ونتيجة لذلك سوف يدخل الجزء الراديوي من الطيف مع التوسع المستمر. ستستمر قوتها وكثافتها ، وكذلك كثافة الفوتونات ، في الانخفاض بمرور الوقت.بدلاً من ذلك ، سيخلصون إلى أن مجرتهم تمثل الكون بأكمله. أنه لا يوجد شيء آخر حولهم ، ولا يوجد منهم سوى. بدون أي دلائل حول وجود شيء ما ، لن تكون هناك رغبة في البحث عن شيء على مسافات كبيرة غير مكتشفة ، لمحاولة العثور على المجرات البعيدة جدًا الأقرب إلينا اليوم. لن يكون هناك دافع لاقتراح وجود شفق الانفجار الكبير ، حيث لن يلاحظ أحد توسع الكون. كل ما لدينا هو مجرتنا ، Milkdromeda ، التي تمتد لبضع مئات الآلاف من السنين الضوئية. قد يجدون مادة مظلمة في مجرتهم ، لكن هذا كل شيء. ما لم يتعثروا على آثار بعيدة المدى فائقة الدقة للأجزاء البعيدة من الكون ، فقد يتمكنون حتى من الإيمان
بفرضية الكون الثابت .
تحتوي مجموعتنا المحلية الفائقة ، Lanyakeya ، على مجرة درب التبانة ، ومجموعة المجرات المحلية ، ومجموعة العذراء ، والعديد من المجموعات والمجموعات الصغيرة في الساحات الخلفية. ومع ذلك ، فإن كل مجموعة ومجموعة تترابط جاذبيًا فقط مع نفسها ، وستحملها الطاقة المظلمة التي تمدد الكون. بعد 100 مليار سنة ، حتى المجرة الأقرب إلينا خارج مجموعتنا المحلية ستكون على بعد حوالي مليار سنة ضوئية منا ، وستكون عدة آلاف أو حتى ملايين المرات (نظرًا لتغير أجيال النجوم داخلها) أكثر خفوتًا من الأقرب إلينا اليوم المجرات. اليوم يمكننا أن نراهم بالتلسكوبات الحديثة ، لكن هل نفهم أننا بحاجة للبحث عنها ، وهل نحن محظوظون للنظر في الاتجاه الصحيح؟سوف يطرحون أسئلة مثل من أين أتت مجرتهم؟ لماذا هي الوحيدة؟ من أين أتت المادة لتكوين نجوم طويلة العمر؟ لماذا يوجد القليل من النجوم الزرقاء الشابة؟ بدون دليل على توسع الكون أو الانفجار الكبير أو الأشياء البعيدة خارج مجرة درب التبانة ، فإنها ستستخلص بالتأكيد الاستنتاجات الخاطئة للقرن ، إن لم يكن الخلود. بعد أجيال لا حصر لها من البحث عن أعماق الهاوية في الكون ، ولم يجدوا شيئًا ، سيضطرون إلى الاستنتاج أنهم وحدهم. هناك فقط مجرتهم ، فقط نجومهم ، هم فقط. وحده في الهاوية اللانهائية للعزلة المظلمة.
المجرة المعزولة MCG + 01-02-015 ، وحدها لأكثر من 1000000000 سنة ضوئية في جميع الاتجاهات ، تعتبر الآن المجرة الأكثر وحيدا في الكون [ مجرة الفراغات هي إحدى المجرات الموجودة في الفراغات الفضائية / تقريبًا. [trans.] في المستقبل البعيد ، سيكون Milkdromeda أكثر وحيدا.لقد حصلنا على امتياز في بحثنا للوصول إلى الحالة التي نحن فيها ، سواء من الناحية التكنولوجية أو التكنولوجية ، في حين أن الكون لا يزال صغيرًا جدًا. نعيش اليوم في وقت أظهرت لنا أقرب المجرات كونًا متوسعًا ، ملمحًا إلينا بالحاجة إلى البحث عن علامات تلك الأوقات التي كان الكون أصغر حجمًا وأكثر كثافة وأكثر حرارة. ووجدنا إشارات موثوقة جدًا لتلك الأوقات ، سواء القريبة أو البعيدة ، ونعرف ما الذي نبحث عنه لمسافات كونية كبيرة بفضل ما هو قريب منا. ولكن إذا لم نر شيئًا؟ إذا اعتقدنا أن مجرتنا هي كل ما هو موجود؟ ببساطة لن يكون هناك دافع لمزيد من البحث. في المستقبل البعيد للحضارة ، عليك أن تنظر إلى مسافات مئات أو حتى آلاف المرات لرؤية أقرب الأشياء خارج المجرة.
تعتمد استنتاجاتنا حول الوضع الحالي لكوننا وتاريخه على وقت ظهورنا.
عالم الطاقة المظلمة: عالمنا. يمكننا اكتشاف هذه الطاقة المظلمة فقط لأننا نعيش اليوم ؛ لو كنا قد ظهرنا قبل 11 مليار سنة ، لما لاحظنا ذلك. ربما نفتقد شيئًا لأننا نعيش اليوم ، وليس عاجلاً أم آجلاً؟هل هذا يجعلك تفكر ، كما اعتقد قارئنا ، هل هناك مكونات أو خصائص مهمة للكون قد فقدت بالفعل؟ نفترض أن الكون يتكون من مادة عادية ، إشعاع ، مادة مظلمة ، نيوترينو ، ثقوب سوداء وطاقة مظلمة - هذا كل شيء تقريبًا. لكن إذا نظرنا إلى الوراء ، فإننا نعلم أن النيوترينوات والإشعاع كانت آنذاك أكثر أهمية بكثير من الآن ، وأن الطاقة المظلمة لم تظهر في مستوى يمكن اكتشافه حتى وصل الكون إلى عدة مليارات من السنين. هل يمكن أن تكون هناك أنواع أخرى من الطاقة في الكون اختفت قبل الإشعاع ، ووجودها غير معروف لنا لأنه لا يوجد دليل على وجودها؟
مكونات ومساهمات متنوعة في كثافة الطاقة في الكون ، والأوقات التي يسيطرون فيها. إذا كانت الخيوط الكونية أو جدران المجال موجودة بكمية ملموسة ، فإنها ستسهم بشكل كبير في توسع الكون. قد تكون هناك مكونات أخرى ، لم يعد بإمكاننا رؤيتها ، وتلك التي لم تظهر بعد!كل ما يمكننا فعله الآن هو وضع حدود لهذه المكونات من أدلةنا. من الناحية الواقعية ، هذه القيود ليست جيدة للغاية. يمكننا أن نرى جزءًا كافيًا من الكون بحيث يمكننا التأكد بثقة من صحة فرضية الانفجار العظيم ، وأن الكون يجب أن يكون له أصل تضخمي ، والذي أعد الانفجار الكبير وأنتجه. ولكن إلى جانب ذلك ، قد يكون للكون مكونات أخرى لعبت بالفعل دورًا مهمًا في الماضي البعيد ، ولم تعد علاماتها موجودة. نادرًا ما يركز العلماء على هذا الاحتمال ، نظرًا لأن نظرياتنا تعيد إنتاج ما نلاحظه جيدًا. ولكن في المستقبل البعيد ، سيكون الوضع هو نفسه تمامًا - فافتراض وجود الكون الثابت الذي لم يتغير منذ عشرات المليارات من السنين سيعمل بشكل جيد للغاية.
هذا تذكير واقعي أنه بغض النظر عن مدى جودة عمل نظرياتنا العلمية ، يمكن دائمًا مراجعتها ، وأنه لا ينبغي أبدًا التوقف عن البحث عن الفجوات فيها. في حدود ما يمكن قياسه والملاحظة نجد طرقًا جديدة للمضي قدمًا. بدون استكشاف آفاق أبعد من أي وقت مضى ، من دون الذرية إلى الكونية ، لن نكشف أبداً الحقائق العميقة للكون. لقد تعلمنا الكثير بالفعل ، ولكن ، مثل العديد من العلماء ، لدي شعور بأنه لا يزال أمامنا الكثير لنخوضه. وللوصول إلى هناك ، يلزم التواضع ، وربما عمليات البحث في أماكن غير مرجحة.
إيثان سيغل - فيزيائي فلكي ، مروج للعلوم ، مؤلف كتاب "يبدأ بانفجار!" كتب كتب "ما وراء المجرة" [ ما وراء المجرة ] و "Tracknology: علم ستار تريك" [ Treknology ].