Νέα

Ένας Αστροφυσικός Υπολόγισε τις Τελευταίες Μεγάλες Εκρήξεις Πριν τον Θάνατο του Σύμπαντος

Πριν το σύμπαν βυθιστεί στο σκοτάδι, τα «πτώματα» των άστρων που είναι νεκρά για πολλά χρόνια μπορεί να εκραγούν σε ένα τελευταίο φωτεινό θέαμα από σουπερνόβα.
Becky Ferreira
Κείμενο Becky Ferreira
19.8.20
​Artist concept of a supernova. Image: ESA/Hubble
Εικόνα: ESA/Hubble

Σε περίπτωση που δεν το είχες ακούσει, το σύμπαν κατά πάσα πιθανότητα θα τελειώσει σε ένα θερμικό θάνατο, κάτι που σημαίνει ότι θα συνεχίσει να διαστέλλεται για σειρά γκούγκολ ετών (ένα γκούγκολ ακολουθείται από 100 μηδενικά, προφέρεται αλλιώς δέκα τριακονταδυάκις εκατομμύρια) ώσπου οι γαλαξίες να διαλυθούν, τα αστέρια να σβήσουν, οι μαύρες τρύπες να εξατμιστούν και να μην απομείνει τίποτα πέρα από μια μουντή και μοναχική άβυσσο.

ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

Τώρα, για την αισιόδοξη πλευρά του πράγματος: Προτού το σύμπαν βυθιστεί εντελώς στο σκοτάδι, τα «πτώματα» των άστρων που είναι νεκρά για πολλά χρόνια, γνωστά ως «σιδερένιοι μαύροι νάνοι», μπορεί να εκραγούν σε ένα τελευταίο φωτεινό θέαμα από σουπερνόβα, σύμφωνα με μια επικείμενη μελέτη του Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Μηνιαίες Σημειώσεις της Βασιλικής Ένωσης Αστρονομίας).

«Δεν είναι απίθανο το ενδεχόμενο να συμβούν κι άλλες εκρήξεις», είπε ο Matt Caplan, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Πολιτείας του Ιλινόις που υπέγραψε τη μελέτη, σε τηλεφωνική επικοινωνία. «Αλλά μπορώ να πω με σιγουριά ότι αυτές θα ήταν με βεβαιότητα οι τελευταίες εκρήξεις τύπου σουπερνόβα».

Αυτό το παράξενο είδος σουπερνόβα δεν υπάρχει ακόμα, διότι το σύμπαν μας έχει ηλικία μόνο 13,8 δισεκατομμυρίων ετών - είναι υπερβολικά νέο ώστε να έχει παραγάγει τέτοια αρχαία κατάλοιπα.

Ένα αστέρι όπως ο Ήλιος θα έπρεπε να έχει υποστεί δύο θανάτους για να ξεκινήσει τη μετέπειτα ζωή του ως μαύρος νάνος. Πρώτα, πρέπει να καταρρεύσει σε λευκό νάνο, δηλαδή σε έναν τύπο υπέρμετρα συμπαγούς νεκρού αστεριού. Ο Ήλιος αναμένεται να κάνει αυτή τη μετάβαση σε περίπου έξι εκατομμύρια χρόνια. Μετά από αυτό, όπως λέει η θεωρία, ένας λευκός νάνος ψυχραίνεται και ξεθωριάζει για μια αφάνταστα μακρά χρονική περίοδο πριν μετατραπεί σε παγωμένο μαύρο νάνο.

Αυτά τα διπλά πεθαμένα αστέρια του απώτερου μέλλοντος έχουν αποτελέσει αντικείμενο υποθέσεων στο παρελθόν. Για παράδειγμα, ο γνωστός θεωρητικός φυσικός Freeman Dyson αναφέρθηκε συνοπτικά στο θέμα σε ένα επιστημονικό άρθρο του 1979. Ωστόσο, η επικείμενη μελέτη του Caplan είναι η πρώτη που έρχεται αντιμέτωπη με τα ερωτήματα του αν και πότε θα εκραγούν τέτοιου είδους αντικείμενα.

ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

«Αυτό είναι το νέο που θα παρουσιαστεί», είπε. «Υπολόγισα σχολαστικά πόσο θα πρέπει να περιμένουμε και τις ακριβείς συνθήκες ώστε να συντελεστεί η κατάρρευση και με τι μπορεί να μοιάζει αυτό το είδος των σουπερνόβα, συγκρίνοντάς το με πράγματα που παρατηρούμε σήμερα».

Οι μαύροι νάνοι θα μπορούσαν να παρουσιάσουν μια πολύ μικρή ποσότητα πυρηνικής αντίδρασης στους πυρήνες τους, σε έναν εξαιρετικά αργό ρυθμό. Αυτή η διαδικασία θα προκαλούσε τη σταδιακή συσσώρευση σιδήρου μέσα σε αυτά τα αντικείμενα μέχρι αυτά να εξελιχθούν σε ψυχρές μάζες μετάλλου. Για αστέρια στο μέγεθος του Ήλιου, αυτή θα ήταν η οριστική κατάληξη: μεγάλα κομμάτια σιδήρου για πάντα. 

Ωστόσο, τα αστέρια που είναι πολλαπλάσιου μεγέθους θα μπορούσαν να μετατραπούν από λευκούς, σε μαύρους νάνους και μετά σε σουπερνόβα μαύρων νάνων. Από τη στιγμή που ένας μαύρος νάνος μετατρέπεται σε μια μάζα 1,2 ως 2,4 φορές όσο ο Ήλιος, η πίεση της απώθησης που παράγουν τα ηλεκτρόνιά του θα υποχωρούσε λόγω της ισχύος της βαρύτητάς του, κάτι που θα προκαλούσε την κατάρρευση ολόκληρου του αντικειμένου, τη σύγκρουση στον πυρήνα του και το να ανάψει η τελευταία παροδική πηγή φωτός στο σύμπαν.

Αυτή η πρόγνωση του μέλλοντος έχει κάποιους περιορισμούς. Πρώτα από όλα, δεν γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι το σύμπαν θα πεθάνει με θερμικό θάνατο. Παρότι αυτό θεωρείται το επικρατέστερο σενάριο, έχουν προταθεί πολλά ακόμη μοντέλα κοσμικής κατάρρευσης.

ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

Οι επιστήμονες, ακόμα, δεν είναι βέβαιοι αν τα πρωτόνια, που είναι υποδιαιρέσεις του ατόμου, θα μετατραπούν σταδιακά με την πάροδο του χρόνου σε μικρότερα μέρη. Αν συμβεί αυτό, οι μαύροι νάνοι θα εξατμιστούν πολύ πριν υπάρξει η πιθανότητα να εκραγούν.

«Πειράματα που έχουν διεξαχθεί σε αναζήτηση της αποσύνθεσης των πρωτονίων αναμένεται να δώσουν αποδείξεις για αυτήν», είπε ο Caplan. «Αυτό βέβαια δεν σημαίνει πως η αποσύνθεση των πρωτονίων δεν υφίσταται».

Αν υποθέσουμε ότι τα πρωτόνια θα παραμείνουν ως έχουν (και δεν θα αποσυντεθούν) και πως ο θερμικός θάνατος θα συμβεί όπως προβλέπεται (περισσότερο ή λιγότερο), περίπου 1 % των αστεριών μπορεί τελικά να πεθάνουν ως σουπερνόβα μαύρων νάνων, παρότι θα έπαιρνε μια παργματικά ασύλληπτης διάρκειας χρονική περίοδο για αυτά ώστε να εκραγούν.



Ο Caplan προτείνει να φανταστούμε μια κλεψύδρα γεμάτη με όλα τα πρωτόνια στο σύμπαν που είμαστε σε θέση να παρατηρήσουμε, που εκτιμάται πως φτάνουν σε έναν αριθμό περίπου 10 έως 80 μηδενικά. Ένα από τα πρωτόνια πέφτει στο κάτω μέρος της κλεψύδρας κάθε 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Όταν θα έχουν πέσει όλα τα πρωτόνια, τότε βγάζουμε ένα, ξαναγυρίζουμε την κλεψύδρα και ξεκινάμε εκ νέου την ίδια διαδικασία.

«Αν το κάνεις αυτό ώσπου να σου τελειώσουν τα πρωτόνια, τότε θα έχεις περιμένει όσο χρειάζεται ώστε να δεις ένα σουπερνόβα μαύρου νάνου», είπε ο Caplan. «Πρόκειται για πολύ μεγάλο αριθμό. Είναι δύσκολο να τον συλλάβεις».

ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

Ο αριθμός, που ισούται με περίπου 10 έως 1.100 μηδενικά στο τέλος, εκφράζει το πόσα χρόνια θα χρειαζόταν για το πρώτο σουπερνόβα μαύρου νάνου. Μετά θα έπαιρνε γκούγκολ και γκούγκολ περισσότερων ετών μέχρι να εκραγούν όλα τους. Σε εκείνο το χρονικό σημείο, οι διαστάσεις του σύμπαντος θα ήταν τόσο μεγάλες που ο Caplan περιέγραψε τη προβλεπόμενη έκτασή του ως «τον μεγαλύτερο αριθμό που θα δω ποτέ στην καριέρα μου σε έναν σοβαρό υπολογισμό».

Με άλλα λόγια, θα έπρεπε να είσαι μια μακραίωνη και προσαρμοστική μορφή ζωής ώστε να επιβιώσεις ως την εποχή των σουπερνόβα μαύρων νάνων. Ακόμα και τότε, πιθανότατα δεν θα μπορούσες να διακρίνεις κάποια από τις εκρήξεις. Σε αυτό το ακραία μακρινό σημείο του μέλλοντος, η πελώρια διαστολή του διαστήματος θα είχε απομονώσει τα πάντα στο σύμπαν πίσω από έναν «ορίζοντα κοσμικού γεγονότος», πέρα από τον οποίο καμιά αλληλεπίδραση ή παρατήρηση δεν θα ήταν εφικτή.

«Ο ορίζοντας κοσμικού γεγονότος είναι παρόμοιος με τον ορίζοντα του γεγονότος μιας μαύρης τρύπας», είπε ο Caplan. «Από τη στιγμή που θα περάσεις εκείνο το σημείο, η διαστολή του σύμπαντος δημιουργεί μεγαλύτερο διάστημα ή απόσταση μεταξύ των αντικειμένων κάθε δευτερόλεπτο από όσο προλαβαίνει να διασχίσει το φως».

Με δεδομένο το πόσο καιρό θα πάρει στους μαύρους νάνους να εξελιχθούν, δεν υπάρχει καμία πιθανότητα να εντοπιστεί κάποιος στη δική μας συμπαντική εποχή. Μετά από αυτήν την παραδοχή, ο Caplan ελπίζει να συνεχίσει να εξερευνά το μέλλον των σιδερένιων μαύρων νάνων μέσα από μοντέλα και θεωρίες.

«Θα ήταν απίστευτο να επιχειρήσουμε να δοκιμάσουμε και να ''τρέξουμε'' ορισμένα από αυτά [τα σουπερνόβα μαύρων νάνων] σε προσομοιώσεις, απλώς και μόνο για να δούμε τι είδους διαφορές θα μπορούσες να προσδοκάς από τα σουπερνόβα σήμερα», είπε. «Αυτός είναι ο λόγος που υπάρχουν άνθρωποι που γίνονται θεωρητικοί φυσικοί», κατέληξε. «Είναι εξαιτίας των μεγάλων ερωτημάτων: το Big Bang, οι μαύρες τρύπες και το τέλος του χρόνου».

Για τα καλύτερα θέματα του VICE Greece, γραφτείτε στο εβδομαδιαίο Newsletter μας.

Περισσότερα από το VICE

Η «Εξακρίβωση» που Εξελίχθηκε σε μια Παρανοϊκή Ιστορία Αστυνομικής Βίας στη Θεσσαλονίκη

Ένα Sex Shop Έκανε Δώρο Sex Toys σε Νοσηλευτές και Γιατρούς της Ελλάδας

Πήγαμε σε Ένα «Πιατάδικο» στον Βόλο στις 6 το Απόγευμα Τηρώντας Όλα τα Μέτρα Covid-19

Ακολουθήστε το VICE σε Twitter, Facebook και Instagram.