Hverjar eru helstu kenningar vísindamanna í heimsfræði um þróun alheimsins?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hverjar eru helstu kenningar vísindamanna í heimsfræði um þróun alheimsins?
Í heimsfræði er fjallað um eðli og gerð alheimsins, um upphaf hans, þróun og endalok. Vísindamenn skipta ævi alheims í fimm skeið, eftir því hvað var, er eða verður í honum.

Bernskuskeið (e. primordial era) hófst í Miklahvelli og lauk um það leyti sem efnið náði yfirhöndinni sem ráðandi afl í útþenslu alheimsins, þegar alheimurinn var um 55.000 ára gamall.

Þá tók við sólbrunaskeið (e. stelliferous era) en á því skeiði er alheimurinn núna. Á sólbrunaskeiði þéttist efni staðbundið í geimnum og myndar sólir, sólkerfi og vetrarbrautir – þann alheim sem við þekkjum. Á þessu skeiði brenna sólstjörnur eldsneyti sínu með kjarnahvörfum. Undir lok skeiðsins er efnið sem vetrarbrautir smíða sínar stjörnur úr, nær uppurið. Það vetni sem eftir er í alheimi, verður bundið í brúnum dvergum, stjörnum sem urðu aldrei nógu massamiklar til að hefja vetnisbruna í iðrum sínum. Hinar sem lýstu geiminn enda ýmist sem hvítir dvergar, nifteindastjörnur eða svarthol. Sólbrunaskeiðið líður undir lok þegar alheimurinn er um 100 billjón ára.

Á öngefnisskeiði munu stjörnur stundum springa. Á þessari mynd sjást leifar af svonefndri Keplersstjörnu.

Á öngefnisskeiði (e. degenerate era) heldur stjörnumyndun áfram, þó á annan hátt en á sólbrunaskeiðinu. Árekstrar tveggja hnatta í vetrarbrautum eru afar sjaldgæfir en ef við bíðum nógu lengi henda þeir. Við árekstur brúnna dverga getur myndast lítil sólstjarna, nógu þung til að brenna því vetni sem bundið var í brúnu dvergunum. Til eru kenningar í öreindafræði sem lýsa hrörnun róteindarinnar. Hún hrörnar þá í jáeind og píeind. Þegar jáeindin kemst í snertingu við rafeindir eyðast þær og skilja eftir geislun. Ef róteindahrörnun er raunverulegt ferli mun það hafa mikil áhrif á þróun nifteindastjarna og hvítra dverga. Slíkar stjörnur munu hreinlega gufa upp á nógu löngum tíma, á um 10⁴⁰ árum (10 þúsund billjón billjón billjón ár).

Þá verður svo komið að fyrirbæri sem eitthvað kveður í alheimi verða svarthol, næsta skeið kallast því svartholaskeið (e. black hole era). Svartholin eru þó hvergi óhult og smám saman minnka þau vegna svokallaðrar Hawkingsgeislunar. Svarthol eins og þau sem myndast við þyngdarhrun massamikilla stjarna gufa upp á 10⁶⁵ árum (100 þúsund billjón billjón billjón billjón billjón árum) og þau sem finna má í iðrum vetrarbrauta á 10⁸³ árum (100 milljarð billjón billjón billjón billjón billjón billjón árum).

Í enn fjarlægri framtíð, þegar öll svarthol heimisins hafa gufað upp tekur við skuggaskeiðið (e. dark era). Þá verður aðeins eftir geislun í alheimi, leifar allra skeiða. Að mestum styrk verður þó Hawkingsgeislunin.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

• Hvernig á alheimurinn eftir að þróast og hvernig mun heimsmyndin breytast við það? eftir Ottó Elíasson
• Hvernig varð alheimurinn til? eftir Tryggva Þorgeirsson

Ítarefni:

• Örlög alheimsins og framtíð heimsfræði. Grein á Stjörnufræðivefnum.

Heimildir:

• Adams, F. C. og G. Laughlin (1999). Five Ages of the Universe. (sótt 16. júní 2010). Einnig er til bók með sama titli eftir höfundana.
• Krauss, L. M. og R. J. Scherrer (2007). The Return of a Static Universe and the End of Cosmology. General Relativity and Gravitation 39:1545–1550. doi:10.1007/s10714-007-0472-9.
• Krauss, L. M. og R. J. Scherrer (2008). The End of Cosmology? Scientific American 298:34–41.
• Weinberg, S. (1998). Ár var alda. Reykjavík: Hið íslenzka bókmenntafélag.

Mynd:

• Supernova Remnant Turns 400. Nasa.gov.

...