Curious Kids هي سلسلة للأطفال من جميع الأعمار. إذا كان لديك سؤال تريد أن يجيب عليه أحد الخبراء، فأرسله إلى [email protected].
كيف سينتهي الكون؟ – إيز م.، 9 سنوات، روتشستر، نيويورك
ليس من المؤكد ما إذا كان الكون سوف “ينتهي” على الإطلاق، لكن كل الأدلة تشير إلى أنه سيستمر في كونه الموطن الكوني للبشرية لفترة طويلة جدًا.
بدأ الكون – بكل ما فيه من مكان وزمان، وكل مادته وطاقته – منذ حوالي 14 مليار سنة في توسع سريع يسمى الانفجار الكبير، ولكنه منذ ذلك الحين كان في حالة تغير مستمر. أولاً، كان مليئًا بغاز منتشر من الجسيمات التي تشكل الذرات الآن: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. ثم انهار هذا الغاز إلى النجوم والمجرات.
إن فهمنا لمستقبل الكون يعتمد على الأشياء والعمليات التي نلاحظها اليوم. باعتباري عالم فيزياء فلكية، أراقب أجسامًا مثل المجرات البعيدة، مما يسمح لي بدراسة كيفية تغير النجوم والمجرات بمرور الوقت. ومن خلال القيام بذلك، أقوم بتطوير نظريات تتنبأ بكيفية تغير الكون في المستقبل.
التنبؤ بالمستقبل من خلال دراسة الماضي؟
إن التنبؤ بمستقبل الكون من خلال توسيع ما نراه اليوم هو استقراء. إنه أمر محفوف بالمخاطر، لأنه قد يحدث شيء غير متوقع.
يعد الاستيفاء – ربط النقاط داخل مجموعة البيانات – أكثر أمانًا. تخيل أن لديك صورة لنفسك عندما كان عمرك 5 سنوات، ثم صورة أخرى عندما كان عمرك 7 سنوات. من المحتمل أن يخمن شخص ما كيف كنت تبدو عندما كان عمرك 6 سنوات. هذا هو الاستيفاء.
باستخدام صورة المؤلف عندما كان عمره 5 سنوات و7 سنوات، يمكنك استيفاء الشكل الذي كان يبدو عليه عندما كان عمره 6 سنوات، لكن لا يمكنك التنبؤ كيف سيبدو عندما كان عمره 29 عامًا. ستيفن ديكربي
ربما يمكنهم استنتاج الشكل الذي ستبدو عليه عندما يكون عمرك 8 أو 9 سنوات من الصورتين، لكن لا يمكن لأحد أن يتنبأ بدقة بالمستقبل البعيد. ربما تحصل على نظارات في غضون سنوات قليلة أو تصبح طويل القامة فجأة.
يمكن للعلماء التنبؤ بالشكل الذي سيبدو عليه الكون بعد بضعة مليارات من السنين في المستقبل من خلال استقراء كيفية تغير النجوم والمجرات بمرور الوقت، ولكن في النهاية قد تصبح الأمور غريبة. قد يتغير الكون والأشياء الموجودة بداخله مرة أخرى، كما حدث في الماضي.
كيف ستتغير النجوم في المستقبل؟
بشرى سارة: الشمس، نجمنا الأصفر متوسط الحجم، سوف تستمر في السطوع لمليارات السنين. إنه في منتصف الطريق تقريبًا خلال عمره البالغ 10 مليارات سنة. عمر النجم يعتمد على حجمه. تعيش النجوم الزرقاء الكبيرة والساخنة حياة أقصر، بينما تعيش النجوم الصغيرة والباردة والحمراء لفترة أطول.
واليوم، لا تزال بعض المجرات تنتج نجومًا جديدة، لكن بعضها الآخر استنزف الغاز الذي يشكل النجوم. عندما تتوقف المجرة عن تكوين النجوم، تتحول النجوم الزرقاء بسرعة إلى “مستعر أعظم” وتختفي، وتنفجر بعد بضعة ملايين من السنين فقط. وبعد ذلك بمليارات السنين، تقوم النجوم الصفراء مثل الشمس بقذف طبقاتها الخارجية إلى سديم، تاركة فقط النجوم الحمراء تتطاير. وفي نهاية المطاف، ستتوقف جميع المجرات في جميع أنحاء الكون عن إنتاج نجوم جديدة، وسيتحول ضوء النجوم الذي يملأ الكون إلى اللون الأحمر ويصبح باهتًا تدريجيًا.
وفي غضون تريليونات السنين – أي أطول بمئات المرات من العمر الحالي للكون – سوف تتلاشى هذه النجوم الحمراء أيضًا في الظلام. ولكن حتى ذلك الحين، سيكون هناك الكثير من النجوم التي توفر الضوء والدفء.
كيف ستتغير المجرات في المستقبل؟
فكر في بناء قلعة رملية على الشاطئ. كل دلو من الرمال يجعل القلعة أكبر وأكبر. تنمو المجرات بمرور الوقت بطريقة مماثلة عن طريق التهام المجرات الأصغر حجمًا. سوف تستمر عمليات الاندماج المجرية هذه في المستقبل.
في عناقيد المجرات، تسقط مئات المجرات نحو الداخل باتجاه مركزها المشترك، مما يؤدي غالبًا إلى تصادمات فوضوية. في عمليات الاندماج هذه، تتحد المجرات الحلزونية، وهي أقراص منظمة، بطرق فوضوية لتشكل سحبًا غير منتظمة من النجوم على شكل فقاعة. فكر في مدى سهولة تحويل قلعة رملية جيدة البناء إلى فوضى كبيرة عن طريق ركلها.
لهذا السبب، سيحتوي الكون بمرور الوقت على عدد أقل من المجرات الحلزونية والمزيد من المجرات الإهليلجية لأن المجرات الحلزونية تتحد في مجرات إهليلجية.
وقد تتحد مجرة درب التبانة ومجرة المرأة المسلسلة المجاورة بهذه الطريقة خلال بضعة مليارات من السنين. لا تقلق، فالنجوم في كل مجرة سوف تمر بجانب بعضها البعض دون أن تصاب بأذى على الإطلاق، وسيحصل مراقبو النجوم في المستقبل على منظر رائع لاندماج المجرتين.
كيف سيتغير الكون نفسه في المستقبل؟
بدأ الانفجار الكبير توسعًا من المحتمل أن يستمر في المستقبل. إن جاذبية كل الأشياء الموجودة في الكون – النجوم والمجرات والغازات والمادة المظلمة – تنسحب إلى الداخل وتبطئ التوسع، وتشير بعض النظريات إلى أن توسع الكون سوف يستمر أو يتباطأ حتى يتوقف.
ومع ذلك، تشير بعض الأدلة إلى أن قوة غير معروفة بدأت تؤثر قوة تنافر، مما يؤدي إلى تسارع التوسع. يطلق العلماء على هذه القوة الخارجية اسم الطاقة المظلمة، لكن لا يُعرف عنها سوى القليل جدًا. مثل الزبيب في كعكة الخبز، سوف تبتعد المجرات عن بعضها البعض بشكل أسرع وأسرع. إذا استمر هذا في المستقبل، فقد تكون المجرات الأخرى بعيدة جدًا عن بعضها البعض بحيث لا يمكن مراقبتها من درب التبانة.
لتلخيص أفضل التنبؤ الحالي للمستقبل: سوف يتوقف تكوين النجوم، وبالتالي ستكون المجرات مليئة بالنجوم القديمة والحمراء والخافتة التي تبرد تدريجياً إلى الظلام. سوف تندمج كل مجموعة أو مجموعة من المجرات لتشكل مجرة واحدة ضخمة إهليلجية. إن التوسع المتسارع للكون سيجعل من المستحيل مراقبة المجرات الأخرى خارج المجموعة المحلية.
ينتهي هذا السيناريو في النهاية إلى الأبدية المظلمة، التي تدوم تريليونات السنين. وقد تظهر بيانات جديدة للنور تغير هذه القصة، وقد تكون المرحلة التالية في تاريخ الكون شيئًا مختلفًا تمامًا وجميلة بشكل غير متوقع. اعتمادًا على الطريقة التي تنظر بها إلى الأمر، قد لا يكون للكون “نهاية” بعد كل شيء. حتى لو كان ما هو موجود مختلفًا تمامًا عما هو عليه الكون الآن، فمن الصعب تصور مستقبل بعيد حيث يختفي الكون تمامًا.
كيف يجعلك هذا السيناريو تشعر؟ أحيانًا ما يجعلني أشعر بالحزن، وهو نوع من الحزن، ولكن بعد ذلك أتذكر أننا نعيش في وقت مثير للغاية في قصة الكون: في البداية، في عصر مليء بالنجوم والمجرات المثيرة التي يجب مراقبتها! يمكن للكون أن يدعم المجتمع البشري والفضول لمليارات السنين في المستقبل، لذلك هناك الكثير من الوقت لمواصلة الاستكشاف والبحث عن الإجابات.
مرحبًا أيها الأطفال الفضوليون! هل لديك سؤال تود أن يجيب عليه أحد الخبراء؟ اطلب من شخص بالغ أن يرسل سؤالك إلى [email protected]. من فضلك أخبرنا باسمك وعمرك والمدينة التي تعيش فيها.
وبما أن الفضول ليس له حد عمري – أيها البالغون، أخبرنا بما تتساءل عنه أيضًا. لن نتمكن من الإجابة على كل الأسئلة، لكننا سنبذل قصارى جهدنا.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: ستيفن ديكربي، جامعة ولاية ميشيغان
اقرأ المزيد:
يتلقى ستيفن ديكربي تمويلًا من المؤسسة الوطنية للعلوم.