Космологические эпохи - Научные представления о строении Вселенной

Введем понятие космологической декады (з) как десятичный показатель степени возраста Вселенной в годах:

Ф = 10З лет

Эпоха звезд (6<з<14)

Нынешняя эпоха, эпоха активного рождения звезд, закончится ровно в тот момент, когда галактики исчерпают все запасы межзвездного газа; в это же время закончат свой путь и маломассивные звезды -- красные карлики,-- полностью исчерпав свои источники горения.

Гораздо раньше потухнет Солнце. Но сначала оно превратится в красного гиганта, поглотив Меркурий и, вероятно, Венеру. Земля же, если не разделит их судьбу, раскалится настолько, что будет представлять собой сплошной сгусток лавы.

Эпоха распада (15<з<39)

Если в предыдущей стадии основные объекты Вселенной -- звезды, подобные нашему Солнцу, то в эпоху распада -- белые и коричневые карлики, и совсем немного нейтронных звезд и черных дыр. Обычных звезд нет вообще, они все дошли до конечного этапа своей эволюции: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.

Если в прошлой стадии горение водорода было самым распространенным процессом, то в эту эпоху его место в коричневых карликах, да и идет оно гораздо медленнее. Ныне главенствуют процессы аннигиляции темной материи и распад протонов.

Галактики также сильно отличаются от нынешних: все звезды уже неоднократно сталкивались друг с другом. Да и размер галактик значительно больше: все галактики, входящие в состав локального скопления, слились в одну.

Эпоха черных дыр (40<з<100)

На этом этапе фактически все вещество представляет собой море элементарных частиц. И лишь в некоторых уголках Вселенной продолжают жить нейтронные звезды. На первый план выходят черные дыры.

За предыдущие декады они аккрецировали на себя вещество. В эту эпоху они только излучают. Основных механизмов тут два: столкновение двух черных дыр и последующее слияние высвобождают значительную гравитационную энергию, образуются гравитационные волны. Вторым механизмом является Излучение Хокинга: благодаря своей квантовой природе, некоторым фотонам удается пробираться за горизонт событий. Вместе с фотоном черная дыра теряет и массу, а потеря массы ведет к еще большему потоку фотонов. В какой-то момент гравитация больше не может удерживать фотоны света под горизонтом событий, и черная дыра взрывается, выкидывая последние остатки фотонов.

Однако возможен и другой сценарий. Черные дыры могут образовывать свои скопления и сверхскопления, и точно также они будут сливаться. В итоге образуется гигантская черная дыра, которая будет жить фактически вечно. Возможно, под действием гравитации она разогреется до Планковской температуры и достигнет Планковской плотности и станет причиной очередного Большого взрыва, дав начало новой Вселенной.

Эпоха вечной тьмы (з>101)

Это время уже без каких-либо источников энергии. Сохранились только остаточные продукты всех процессов, происходящих в прошлых декадах: фотоны с огромной длиной волны, нейтрино, электроны и позитроны. Температура стремительно приближается к абсолютному нулю. Время от времени позитроны и электроны образуют неустойчивые атомы позитрония, долгосрочная судьба их -- полная аннигиляция.

Похожие статьи




Космологические эпохи - Научные представления о строении Вселенной

Предыдущая | Следующая