¿Qué veríamos si pudiéramos ver cómo el universo se está muriendo? Me gustaría tener una explicación sobre lo que vería si pudiera seguir los eventos del colapso del universo.

Answer 1

El destino del universo depende de la curvatura del universo. Si está curvado positivamente, el universo eventualmente colapsará de nuevo a una gran crisis. Esto podría llevar mucho tiempo si el universo tiene una curva ligeramente positiva, pero eventualmente sucederá.

El modelo estándar de cosmología (el modelo Lamda Cold Dark Matter o LCDM) es coherente con el universo que tiene una curvatura cero, pero no se puede descartar una curvatura positiva. Entonces, para evitar el gran crujido, por el resto de esta respuesta, asumiré que la curvatura es cero o negativa.

Si el universo tiene una curvatura cero o negativa, el universo se expandirá para siempre. Para ver todos los detalles de lo que predice el modelo LCDM actual y la comprensión actual de la física de partículas para el destino final del universo, recomendaría encarecidamente leer este artículo de Wikipedia: “El futuro de un universo en expansión”. Compartiré partes de ese artículo en el resto de esta respuesta, por lo que todo el texto citado es de ese artículo.

El universo ha entrado en una era de expansión exponencial ahora que el contenido de energía oscura del universo es más grande (70%) que el contenido de materia más materia oscura que el universo (30%). Así que cada 11 mil millones de años a partir de ahora, el universo se duplicará en tamaño. Eso significa que, en lugar de ver 100 mil millones de galaxias en el volumen del Hubble de nuestro universo actual, eventualmente veremos solo nuestro grupo local de galaxias unidas gravitacionalmente (aproximadamente una docena).

Según el artículo de Wikipedia, el futuro del universo se puede resumir en esta imagen (hay que hacer clic para poder leerlo) :

Algunos puntos destacados del artículo:

Era Estelifera
Desde [math] 10 ^ {6} [/ math] (1 millón) años hasta [math] 10 ^ {14} [/ math] (100 trillones) años después del Big Bang

La Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda se fusionan en una galaxia:
3 mil millones de años a partir de ahora (17 mil millones de años después del Big Bang)

Coalescencia de Grupo Local:
[math] 10 ^ {11} [/ math] (100 billones) a [math] 10 ^ {12} [/ math] (1 trillón) años

Las galaxias fuera del Supercluster local ya no son detectables:
[math] 2 \ times 10 ^ {12} [/ math] (2 trillones) años

Era degenerada
Desde [math] 10 ^ {14} [/ math] (100 trillones) hasta [math] 10 ^ {40} [/ math] años

Para [math] 10 ^ {14} [/ math] (100 trillones) años a partir de ahora, la formación de estrellas terminará, dejando a todos los objetos estelares en forma de restos degenerados. Este período, conocido como la Era Degenerada, durará hasta que los restos degenerados finalmente se desintegren. [17]

La formación de estrellas cesa:
[math] 10 ^ {14} [/ math] (100 trillones) años
…
El universo se volverá extremadamente oscuro después de que la última estrella se consuma. Aun así, todavía puede haber luz ocasional en el universo. Una de las formas en que se puede iluminar el universo es si dos enanas blancas de carbono-oxígeno con una masa combinada superior al límite de Chandrasekhar de aproximadamente 1,4 masas solares se fusionan. El objeto resultante se someterá a una fusión termonuclear fuera de control, produciendo una supernova Tipo Ia y disipando la oscuridad de la Era Degenerada durante unas pocas semanas.

Los nucleones comienzan a decaer:
> [math] 10 ^ {34} [/ math] años

La evolución posterior del universo depende de la existencia y la tasa de decaimiento de protones. La evidencia experimental muestra que si el protón es inestable, tiene una vida media de al menos [math] 10 ^ {34} [/ math] años. [24] Si alguna de las teorías del Gran Unificado es correcta, entonces hay razones teóricas para creer que la vida media del protón es inferior a [math] 10 ^ {41} [/ math] años.

Era del agujero negro
Desde [math] 10 ^ {40} [/ math] años hasta [math] 10 ^ {100} [/ math] años

Después de [math] 10 ^ {40} [/ math] años, los agujeros negros dominarán el universo. Se evaporarán lentamente a través de la radiación de Hawking [4]. Un agujero negro con una masa de alrededor de 1 masa solar se desvanecerá en alrededor de [math] 2 \ times 10 ^ {66} [/ math] años. Sin embargo, es probable que muchos de estos se fusionen con agujeros negros supermasivos en el centro de sus galaxias a través de los procesos descritos anteriormente mucho antes de que esto suceda. Como la vida útil de un agujero negro es proporcional al cubo de su masa, los agujeros negros más masivos tardan más en descomponerse. Un agujero negro supermasivo con una masa de [matemáticas] 10 ^ {11} [/ matemáticas] (100 mil millones) de masas solares se evaporará en alrededor de [matemáticas] 2 veces 10 ^ {99} [/ matemáticas] años. [27]

Era oscura y edad fotónica
De [math] 10 ^ {100} [/ math] años y más allá

El solitario fotón es ahora el rey del universo, ya que el último de los agujeros negros supermasivos se evapora.

Después de que todos los agujeros negros se hayan evaporado (y después de que toda la materia ordinaria hecha de protones se haya desintegrado, si los protones son inestables), el universo estará casi vacío. Fotones, neutrinos, electrones y positrones volarán de un lugar a otro, casi nunca se encontrarán entre sí.

El universo ahora alcanza un estado de energía extremadamente baja. Lo que sucede después de esto es especulativo. Es posible que un evento Big Rip pueda ocurrir en el futuro. Además, el universo puede entrar en una segunda época inflacionaria o, asumiendo que el estado actual de vacío es un falso vacío, el vacío puede decaer a un estado de menor energía. [30] Finalmente, el universo puede establecerse en este estado para siempre, logrando una verdadera muerte por calor.

[[… como un futuro alternativo si los nucleones no se desintegran …]]

Futuro sin decaimiento de protones
Si el protón no se desintegra, los objetos de masa estelar se convertirán en agujeros negros, pero más lentamente. La siguiente línea de tiempo asume que la descomposición de protones no tiene lugar.

La materia se descompone en hierro:
En [math] 10 ^ {1500} [/ math] años, la fusión fría que se produce a través de un túnel cuántico debería hacer que los núcleos ligeros de la materia ordinaria se fusionen en los núcleos de hierro-56 (ver isótopos del hierro). La fisión y la emisión de partículas alfa deberían hacer los núcleos pesados ​​también se descomponen en hierro, dejando objetos de masa estelar como esferas frías de hierro, llamadas estrellas de hierro. [11]

Colapso de la estrella de hierro al agujero negro:
[math] 10 ^ {10 ^ {26}} [/ math] a [math] 10 ^ {10 ^ {76}} [/ math] años a partir de ahora

La tunelización cuántica también debe convertir objetos grandes en agujeros negros. Dependiendo de las suposiciones hechas, el tiempo que esto puede tomar puede calcularse desde [math] 10 ^ {10 ^ {26}} [/ math] a [math] 10 ^ {10 ^ {76}} [/ math] años. (Para calcular el valor de tales números, vea tetración). La tunelización cuántica también puede hacer que las estrellas de hierro se conviertan en estrellas de neutrones en alrededor de [math] 10 ^ {10 ^ {76}} [/ math] años. [11]

¡El fin!

Answer 2

Los detalles de la pregunta sugieren que la pregunta es específicamente acerca de un universo de recollapsing, también conocido como Big Crunch. Observando que es poco probable que nuestro universo se vuelva a colapsar, todavía puedo describirte lo que verías en tal universo.

Como sabes, en nuestro universo ves cosas distantes con un aumento de desplazamiento al rojo. El material más distante que se puede ver, por supuesto, es el gas caliente que emitió la radiación (en su mayoría luz) que se ha desplazado hacia la red durante su largo viaje por un factor de aproximadamente 1100 a la banda de radio de microondas como el fondo de microondas cósmico (CMB ).

Ahora elija una galaxia distante y continúe observándola durante mucho tiempo (billones de años). En un universo en expansión, su desplazamiento al rojo disminuirá pero nunca llegará a ser cero. En un universo acelerado como el nuestro, su desplazamiento al rojo continuará aumentando, hasta que finalmente se vuelva muy difícil de observar. Pero en un universo recollapsing, el corrimiento al rojo de la galaxia distante disminuirá gradualmente a cero … y luego la galaxia comenzará a aparecer con un efecto azul, lo que indica que ya no está retrocediendo.

¿Qué pasa con el CMB? Bueno, el gas que “ves” hoy con un radiotelescopio no es el mismo gas que “ves” mañana; ese gas es un poco más distante, con un poco más de desplazamiento hacia el rojo, ahora viaja a través del gas que estaba brillando ayer pero ya es transparente hoy. Por lo tanto, la temperatura del CMB en un universo en expansión continúa disminuyendo, o de manera equivalente, su corrimiento al rojo continúa aumentando.

Pero en un universo recollapsing, este no es el caso. Después de un tiempo (podrían ser billones de años, sin duda) puede notar que el CMB de hoy es un poco más caliente que el de ayer. El gas que está emitiendo el CMB de hoy está retrocediendo un poco más lentamente que el gas de ayer.

Entonces, quién sabe cuántos miles de millones o billones de años (el número exacto depende del contenido de materia del universo) esto es lo que ve: todas las galaxias, excepto las más lejanas, se ven afectadas por el blues y la temperatura del CMB está aumentando. Y a medida que esperas más tiempo, las galaxias cercanas se acercan más y más, y finalmente se fusionan con las nuestras, brindando espectaculares exhibiciones de formación de estrellas y todo lo demás a medida que el medio interestelar se vuelve más denso … e incluso galaxias más distantes están ahora llenas de blues. En última instancia, las protogalaxias más distantes también se ven afectadas por el blues, y el CMB ya no está en el dominio de las microondas … ahora es calor detectable, y después de un tiempo, se convierte en un brillo visible. Te das cuenta de que estás rodeado de gas que está lo suficientemente caliente como para ser visto. Pero en este momento, por supuesto, las galaxias se están colapsando a un ritmo alarmante bajo su propia gravedad.

El recollapse no es bonito. No es una inversión exacta de la expansión (que también sería termodinámicamente imposible). Más bien, millones de agujeros negros se forman cuando las estrellas chocan, los agujeros negros se fusionan, y así sucesivamente. Si escapas en uno, te encuentras en un universo cada vez más violento en el que el gas entre las estrellas restantes y los agujeros negros recién formados ahora está brillando visiblemente … y en unos pocos cientos de miles de años, las estrellas desaparecen (o se colapsan en agujeros negros, explotando debido a la inestabilidad térmica, o desgarrados por las fuerzas de las mareas), con un aumento de la temperatura de unos pocos miles de grados kelvin a millones, incluso miles de millones, que finalmente destruye incluso los átomos.

Answer 3

Existen pocas teorías sobre cómo “muere” el universo.

En primer lugar es el gran crujido. Sabes que todo viene del Big Bang, ¿verdad? Entonces el universo se expande hasta hoy. El gran cruch dice que la gravedad hace retroceder a las estrellas y galaxias, ralentiza la expansión y, finalmente, el universo comienza a reducirse. Si puedes imaginar el Big Bang, imagínate el Big Bang invertido. Pero debido a las observaciones no tan nuevas, la probabilidad de este teorema se ha reducido a casi cero.

El siguiente es el gran desgarro. Las observaciones no tan nuevas señalan que la expansión del universo no se está desacelerando como lo predice la gran crisis, sino que se está acelerando. El teorema reciente dice que esto se debe a la energía oscura. Solo imagina la energía oscura como “anti-gravedad”. En lugar de juntar cosas como la gravedad, la energía oscura las empuja. La gran estafa predice que la expansión del universo continúa acelerándose, pronto las galaxias y las estrellas y los planetas se desgarran en pedazos y rocas, eventualmente en átomos, luego en quarks, luego en cadenas, entonces … No sabemos qué es lo que sigue.

El último teorema dice que el universo no se contrae ni se expande. Luego, las estrellas eventualmente agotarán todos los gases, serán “tragadas” por un agujero negro o se convertirán en uno solo. Otros planetas y rocas y todo lo demás también serán “tragados” por el agujero negro con el tiempo. Cuando el universo solo contiene agujeros negros, los agujeros negros comienzan a morir a medida que el agujero negro también emite radiación. Entonces no habrá nada en el universo, sino pocas radiaciones o electrones aquí y allá.

¿Ahora que? Los tres teoremas terminan sin nada en el universo. Bueno, la física cuántica dice que hay una posibilidad, extremadamente pequeña pero no nula, que hay una desaparición y algo aparece de la nada. Después de cientos de billones de años, tal vez aparezca algo tan grande como un átomo de hidrógeno. Tal vez trillones y trillones de años más tarde haya poco metano fluyendo alrededor. Dado el tiempo suficiente, volverás a la vida. Tal vez veas a Yoda luchando por la ciudad de Gotham. Quién sabe lo que nos depara el futuro.

Answer 4

La mejor evidencia actual es que nuestro universo se está expandiendo a un ritmo acelerado, no colapsando como antes se opinaba. Si esa tendencia persiste, su densidad continuará disminuyendo y, a medida que las estrellas y las galaxias se agoten, dejará atrás el vacío en el que nació, con un “Big Bang”.

Answer 5

Estoy publicando un enlace a una historia corta de Issac Asimov, que es una gran respuesta ficticia a esta pregunta.
Cualquiera que haya disfrutado pensando en esta pregunta disfrutaría enormemente de esta historia …

La última pregunta

Answer 6

Estoy llegando a creer que vivimos en un universo inherentemente inestable. Parece que hay una buena cantidad de datos nuevos del LHC que podrían argumentar que el universo, a través de la entropía cuántica, podría terminar en un “gran sorbo” desde un punto que da el salto cuántico a un estado de energía más baja. Ese punto sería en efecto un punto de expansión del verdadero vacío (la ausencia de la espuma cuántica) que se expande a la velocidad de la luz. A medida que se expande, cada bit de energía se anularía, y la materia, por lo tanto, se entropiaría a cero y destruiría los campos de Higgs que permiten la masa. No sabríamos que la expansión de la nada venía debido al límite de la velocidad de la luz, por lo que no verías nada fuera de lo común, entonces simplemente no serías como el evento te alcanzó. Esto incluso podría explicar la observación del ‘flujo oscuro’ porque mientras que el área de expansión del verdadero vacío (la nada) solo puede expandirse a la velocidad de la luz, la disminución de la influencia gravitacional en la dirección del evento no sería tan limitada, por lo tanto es posible que el flujo de fuerzas gravitacionales hacia el evento pueda preceder al horizonte de eventos en una gran cantidad haciendo que la materia fluya gravitacionalmente.

Answer 7

Para ser honesto, nadie sabe exactamente … Pero la mejor suposición es la gran congelación.

¡Todos sabemos que el universo se está expandiendo, no solo que se acelera! Así que todas las galaxias están volando una a la otra a una velocidad más rápida cada segundo.

Así que eso significa que en un billón de billones de millones de años (también conocido como una tonelada de tiempo de ahora en adelante), todo estará tan lejos el uno del otro que nunca interactuará entre sí. Las últimas estrellas se consumirán y solo habrá planetas y enanos sin vida que se pasearán en un completo vacío … con un extraño agujero negro en la imagen (aunque, según Hawking, pueden evaporarse con el tiempo, pero nadie lo sabe a ciencia cierta). momento).

Pero esto deja una historia inacabada, ¿no es así? Así que puede que ocurra algo ENORME F, mientras tanto, que puede resultar en otra gran explosión (eso es solo mi especulación a las 5 de la mañana para concluir la historia 🙂

Nadie sabe con seguridad.

Answer 8

Big Freeze es un concepto interesante. Ofrece una explicación simple de lo que sería el destino del universo. Hay un intenso debate si el calentamiento global podría frenar la gran congelación. ¿Es la manera de la naturaleza de establecer un equilibrio? ¡Esto es solo un pensamiento, aunque siento que el calentamiento global es la manera natural de lidiar con la estupidez humana! No quiero desviarme demasiado del tema en cuestión “el destino final del universo”

La muerte por calor es otra teoría para explicar el destino del universo, basada en las dos primeras leyes de la termodinámica a los procesos universales. Según esta teoría, el universo no puede sostener la vida que requiere energía por más tiempo, ya que el universo ha alcanzado la máxima entropía.

Answer 9

Hay un episodio fenomenal de Futurama que responde a esta pregunta de una manera divertida, y por lo que sabemos es preciso. Recomiendo encarecidamente echarle un vistazo: simple pero efectivo.

Temporada 7: El difunto Philip J Fry

Answer 10

El destino final del universo es: “Morirás y alguien más hará esta pregunta, luego morirá y otra vez otra persona hará esta pregunta, luego otra vez morirá y alguien más hará esta pregunta, y nuevamente morirá”. y otra vez otra persona hará esta pregunta, luego otra vez morirá y otra persona hará esta pregunta, luego otra vez morirá y otra persona hará esta pregunta, otra vez morirá y otra persona hará esta pregunta … ……………………………………… .∞ ”

Answer 11

Todas las teorías se basan en algunas suposiciones … si esto … entonces esto. Mi opinión personal (más bien la intuición) es que el universo está ejecutando un movimiento como “armónico simple”.