Space Science: Hva skjer hvis universet kollapser i en stor knase?

Hva er mer sannsynlig - at universet vil ekspandere for alltid, eller at det kommer til å trekke seg sammen i en stor knase, noe som forårsaker slutten av kosmos? - Mushahid, 16 år gammel, Chitral, Pakistan.

For omtrent et århundre siden visste vi ikke engang at det var galakser.

Så, på 1910-tallet, fant astronomene seg hvordan man måler avstanden til funksjoner som kalles "spiral nebulae" de så på himmelen. Selv om disse så ut som skyer av gass i nærheten av oss, skjønte forskerne at de var hele galakser som inneholdt milliarder stjerner, veldig langt unna.

Ganske mye så snart vi forsto hva galakser var, oppdaget vi at de alle beveger seg vekk fra hverandre, og de som er lenger unna beveger seg raskere - med andre ord, ekspanderer universet.

Helt siden da har spørsmålet vært: vil universet ekspandere for alltid, eller vil det en dag bli sammenfallende i en "stor knase"?

Det er en grunn til at dette var et puslespill; Det er fordi tyngdekraften skal bremse ned ekspansjonen. Alle galakser trekker på hverandre på samme måte som jorden trekker på oss og bringer oss ned igjen når vi hopper.

Når jeg kaster en ball opp i luften, kan det i utgangspunktet gå fort, men så går det sakte, slutter å gå opp og faller tilbake til jorden.

Men hvis jeg kaster det raskt nok så det reiser mer enn 11 kilometer per sekund (det er veldig fort!), Så vil det aldri komme tilbake til jorden. Det vil ha det som kalles "rømningshastigheten" - dette er den hastigheten der jordens tyngdekraft ikke vil være sterk nok til å trekke den ned igjen.

Se også: Et nytt mål i det utvidende univers kan føre til en "ny fysikk"

Hvis jeg var på månen, blir det enda lettere fordi månens masse er mindre: Det er nesten 100 ganger lettere enn jorden. Det betyr at kraften på grunn av tyngdekraften er mindre, og derfor kunne jeg kaste ballen mye langsommere, og det ville fortsatt unnslippe månens tyngdekraft. Bare over 2 kilometer per sekund ville gjøre det.

Så blir spørsmålet: Hvor tung er alle galakser, og beveger de seg raskt nok unna hverandre for å få flyktehastigheten? I så fall vil universet ekspandere for alltid.

Vi måtte vente til 1990-tallet da målingene ble presis nok til å finne ut svaret. Og svaret kom som en stor overraskelse. Når astronomer endelig målte hvordan ekspansjonen endret seg, oppdaget de at tyngdekraften faktisk ikke bremte ned det i det hele tatt. Faktisk var utvidelsen akselererer !

Det er litt gal, fordi det betyr at tyngdekraften jobber i omvendt: noe skyver galakser bort fra hverandre. Det er så rart at jeg kastet en ball forsiktig opp i luften og så på at den accelererer ut i rommet.

Vi vet ikke hva som forårsaker akselerasjonen, men vi gir det navnet mørk energi.

Selv om vi ikke vet hva mørk energi er, kan vi nå svare på det opprinnelige spørsmålet - ja, universet vil ekspandere for alltid, og vi vil oppleve en "stor frysing", ikke en "stor knase".

Se også: Stephen Hawking's Final Research Paper forutslo enden av universet

Galaksen vil alle holde seg lenger fra hverandre, universet vil bli kaldere og kaldere, og til slutt vil eventuelle galakser utenfor vår lokale gruppe bli så svake og fjerne at vi ikke kan se dem i det hele tatt - deres lys vil ikke engang kunne nå oss.

Det er enda en sjanse for at akselerasjonen kan bli så ekstrem at den skiller seg ut fra vår egen galakse, og til slutt til og med ripper hverandre atomer … ødelegger oss alle. Det ville bli kalt "stor rip". Sannsynligvis, men vi er på vei for en stor frysing.

Så universet kommer til å vare veldig lenge, men fremtiden blir kald og mørk.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Tamara Davis. Les den opprinnelige artikkelen her.