Чи «закінчиться» Всесвіт взагалі — невідомо, але всі наявні докази свідчать, що він залишатиметься космічним домом для людства ще дуже, дуже довго.
Всесвіт — весь простір і час, усі матерія та енергія — виник близько 14 мільярдів років тому в результаті швидкого розширення, відомого як Великий вибух, і відтоді перебуває у стані постійних змін. Спочатку він був наповнений розрідженим газом частинок, що зараз утворюють атоми: протонів, нейтронів і електронів. Потім цей газ зруйнувався, утворивши зірки та галактики.
Наше розуміння майбутнього Всесвіту ґрунтується на спостереженнях об’єктів і процесів, які ми бачимо сьогодні. Як астрофізик, я досліджую далекі галактики, що дозволяє вивчати, як зірки та галактики змінюються з часом. Завдяки цьому формуються теорії, які прогнозують, як Всесвіт змінюватиметься у майбутньому.
Прогнозування майбутнього на основі минулого
Прогнозування майбутнього Всесвіту, спираючись на сьогоднішні спостереження, називається екстраполяцією. Це ризиковано, адже може статися щось непередбачуване.
Інтерполяція — з’єднання точок всередині набору даних — значно безпечніша. Уявіть, що у вас є фото у 5 років і ще одне — у 7 років. Хтось, ймовірно, міг би вгадати, як ви виглядали у 6 років. Це і є інтерполяція.
Можна було б екстраполювати і на 8 чи 9 років, але ніхто не може точно передбачити далеке майбутнє. Можливо, через кілька років ви почнете носити окуляри або різко виростете.
Вчені можуть прогнозувати, як Всесвіт виглядатиме через кілька мільярдів років, екстраполюючи зміни зірок і галактик, але зрештою можуть статися дивні явища. Всесвіт і його складові можуть знову змінитися, як це вже траплялося раніше.
Як зірки змінюватимуться у майбутньому
Добра новина: Сонце, наша середньої величини жовта зірка, продовжить світитися ще мільярди років. Воно приблизно на половині свого 10-мільярдолітнього життєвого циклу. Тривалість життя зірки залежить від її розміру: великі, гарячі, сині зірки живуть коротше, а маленькі, холодні, червоні зірки — набагато довше.
Сьогодні деякі галактики все ще виробляють нові зірки, інші ж вичерпали свій газ для їхнього формування. Коли галактика припиняє утворювати зірки, сині зірки швидко вибухають як наднові та зникають за кілька мільйонів років.
Через мільярди років жовті зірки, як Сонце, скидатимуть зовнішні шари у вигляді туманності, залишаючи тільки червоні зірки. З часом усі галактики припинять утворювати нові зірки, і світло, що заповнює Всесвіт, поступово почне червоніти і тьмяніти.
Через трильйони років — в сотні разів довше за нинішній вік Всесвіту — і червоні зірки згаснуть, зануривши Всесвіт у темряву. Але до того часу ще буде багато зірок, що забезпечують світло і тепло.
Як змінюватимуться галактики
Уявіть будівництво піщаного замку на пляжі: кожне відро піску робить його більшим. Галактики зростають схожим чином, поглинаючи менші галактики. Ці злиття триватимуть і в майбутньому.
У скупченнях галактик сотні з них падають до спільного центру, часто спричиняючи хаотичні зіткнення. Спіральні галактики, що мають упорядковану форму диска, у результаті зливаються в безладні хмароподібні структури. Через це з часом у Всесвіті стане менше спіральних галактик і більше еліптичних. Молочний Шлях і сусідня галактика Андромеда можуть об’єднатися таким чином через кілька мільярдів років. Не хвилюйтеся: зірки обох галактик пролетять повз одна одну, не постраждавши, і майбутні спостерігачі побачать фантастичне видовище.
Як змінюватиметься сам Всесвіт
Великий вибух запустив розширення, яке, ймовірно, триватиме й надалі. Гравітація всіх об’єктів у Всесвіті — зірок, галактик, газу, темної матерії — уповільнює розширення, а деякі теорії припускають, що воно може зупинитися.
Однак є докази, що невідома сила починає чинити відштовхувальну дію, прискорюючи розширення. Вчені називають її темною енергією, але про неї відомо дуже мало.
Як родзинки у печиві, галактики віддалятимуться одна від одної все швидше. Якщо це триватиме, інші галактики стануть занадто віддаленими для спостереження з Молочного Шляху.
Підсумок прогнозу
Утворення нових зірок припиниться, галактики заповняться старими червоними зірками, поступово остигатимуть і зануряться у темряву. Кожне скупчення галактик об’єднається в одну велику еліптичну галактику. Прискорене розширення Всесвіту ускладнить спостереження за іншими галактиками.
Цей сценарій з часом призведе до темної вічності, що триватиме трильйони років. Нові дані можуть змінити цю картину, і наступний етап історії Всесвіту може виявитися зовсім іншим і несподівано красивим. Залежно від точки зору, можливо, у Всесвіту взагалі немає «кінця». Навіть якщо він виглядатиме зовсім інакше, важко уявити, що Всесвіт зникне повністю.
Цей сценарій іноді викликає сум, але водночас нагадує, що ми живемо в дуже цікавий час історії Всесвіту — на початку ери, сповненої яскравих зірок і галактик для спостереження. Космос може підтримувати людське суспільство і цікавість ще мільярди років, тому часу для досліджень і пошуку відповідей достатньо.