بزرگنمايي:

چه خبر - پايان جهان چگونه رخ مي دهد؟

با وجود اينکه تا قبل از آغاز قرن گذشته هيچ اطلاعي از نحوه تشکيل منظومه شمسي و سرنوشت آن و حتي چگونگي توليد انرژي در دل خورشيد نداشتيم، علم جديد افق ديد انسان را آنقدر وسعت داده که امروز دانشمندان براي ما تصويري نسبتا روشن از مسير پرفراز و نشيبي که جهان هستي از لحظه انفجار بزرگ تا پايان عمر خود مي‌پيمايد، ترسيم کرده‌اند.
مطالعات جديد نشان مي دهد، جهان باشکوه و زيباي ما در نهايت به توده اي فوق العاده سرد از فوتون ها ـ ذرات تشکيل دهنده نور ـ تبديل مي شود. زمان به پايان مي رسد و آنچه با انفجاري بي نهايت داغ آغاز شده بود، در سکوت و سرماي مطلق به پايان مي رسد. (که اين موضوع البته تريليارد سال پس از آن خواهد بود که حيات براي هميشه از صحنه عالم حذف مي شود) اما اين اتفاق چگونه و در چه بازه زماني روي مي دهد؟

توقف ماشين ستاره سازي عالم
زيبايي آسمان مرهون واکنش هاي هم جوشي هسته اي داخل ستارگان است.

تبديل هيدروژن به هليم بر اثر جرم فوق العاده زياد توده هاي گاز و فشار بسيار زياد به مرکز آن توده ها حدود يک ميليارد سال پس از انفجار بزرگ آغاز شد. امروز مي ‌دانيم که وجود حيات حداقل از نوع زميني آن محتاج توليد اتم هاي سنگين مانند کربن و آهن در مرکز ستارگان، بويژه هنگام مرگ ستارگان بسيار پرجرم است، ولي هر نقطه نوراني که در آسمان مي بينيم، چه ستاره اي در کهکشان راه شيري و چه کهکشاني دوردست، روزي از درخشش باز خواهد ايستاد، ولي نحوه اين خاموشي بسته به جرم ستارگان متفاوت است. ستارگان بسيار بزرگ ـ با حداقل 1٫5 برابر جرم خورشيد ـ پس از اتمام سوخت هسته اي خود با انفجاري مهيب لايه هاي بيروني خود را به دل فضا پرتاب مي کنند.
گاز پراکنده شده، سرشار از عناصر سنگين است که براي پيدايش حيات ضروري است. هسته باقيمانده ستاره در اثر فشار گرانش در خود فرو مي ريزد و به يک ستاره نوتروني يا سياهچاله تبديل مي شود. خورشيد ما هم هنگام مرگ، لايه هاي بيروني خود را به فضا پرتاب مي کند و به يک کوتوله سفيد تبديل مي شود که با وجود جرم بسيار زياد، اندازه اي حدود زمين دارد. کوتوله هاي سفيد هم نوراني اند، چون واکنش هاي هسته اي به کندي درون آنها ادامه مي يابد تا از فروپاشي خود در اثر فشار جرم جلوگيري کنند.
فراوان ترين نوع ستاره در عالم کوتوله هاي سرخ هستند. ستارگان کوچکي با دماي سطحي حدود 4000 درجه که به لطف واکنش هاي هسته اي آرام و آهسته، هزاران ميليارد سال عمر مي کنند. اگر غول گازي منظومه شمسي ـ مشتري ـ اندکي بزرگ تر بود به يک کوتوله سرخ تبديل مي شد، ولي سوخت کوتوله هاي سرخ هم روزي به پايان مي رسد و آنها هم به کوتوله هاي سفيد تبديل مي شوند. کوتوله هاي سفيد هم تريليون ها سال به درخشيدن ضعيف خود ادامه مي دهند و پس از آن به توده هاي سرد و تاريک معلق در فضا تبديل مي شوند که کوتوله هاي سياه نام دارند.
حدود 600 هزار ميليارد سال ديگر هيچ ستاره يا کوتوله سفيدي در کار نخواهد بود و همه ستارگان به سياهچاله يا کوتوله سياه تغيير شکل داده اند. فرآيند تشکيل يک کوتوله سياه به قدري زمان بر است که جهان ما هنوز براي داشتن آنها بسيار جوان است و هيچ يک از آنها تا به امروز مشاهده نشده اند، ولي محاسبات دانشمندان وجود آنها را اثبات مي کند.

فروپاشي اتم‌ها
دانشمندان يقين دارند که پروتون ها و نوترون هاي هسته اتم براي هميشه پايدار نيستند و عمر آنها هم روزي به پايان مي رسد. اين که براي ذرات در پايان عمرشان دقيقا چه اتفاقي مي افتد هنوز کاملا مشخص نيست، ولي نظريه هاي جديد مانند نظريه بزرگ يکپارچه که سعي در نزديک کردن فيزيک کلاسيک و کوانتوم دارد معتقدند؛ پروتون ها در نهايت دچار واپاشي شده و به فوتون تبديل مي شوند. به عبارت ديگر پروتون ها مانند نور تابيده مي شوند.
بنابراين کوتوله هاي سياه نيز به شکل تابش در فضا پراکنده مي شوند. قوانين بي رحم فيزيک پس از نابودي کوتوله هاي سياه به سراغ سباهچاله ها مي روند و اين کابوس هاي آسمان شب را تبخير مي کنند. ابتدا تصور مي شد هيچ چيزي از درون يک سياهچاله راهي به بيرون ندارد، ولي از آنجا که اين موضوع قوانين ترموديناميک را نقض مي کرد، دانشمندان متقاعد شدند که سياهچاله مقدار بسيار ناچيزي انرژي به شکل تابش از خود ساطع مي کند. درواقع سياهچاله ها آنقدر هم که تصور مي شد سياه نيستند. اين تابش آنچنان ضعيف است که هيچ آشکارکننده اي نمي تواند آنها را ثبت کند. يک سياهچاله با ابعاد يک پروتون طي ده ميليارد سال ده ميليارد وات انرژي منتشر مي کند و خود، تبخير شده و از بين مي رود. سياهچاله اي به جرم خورشيد طي 1066 سال تبخير مي شود.

درياي نور
در نهايت با تبخير سياهچاله ها و تبديل آنها به فوتون، عالم به دريايي از نور تبديل مي شود که هر لحظه سردتر و به دماي صفر مطلق نزديک تر مي شود. سرد شدن عالم فرآيندي است که از لحظه انفجار بزرگ تا امروز هم ادامه داشته و دليل آن انبساط عالم هستي است.
اندکي پس از انفجار بزرگ دماي عالم هزار تريليون تريليون درجه سانتي گراد بود و پس از يک ميليارد سال با گسترش فضا دما به 200 – درجه کاهش يافت و اين دما در حال حاضر حدود 270 – درجه است. (اين دما در فضاي ميان کهکشاني قابل اندازه گيري است. دماي بالاي ستارگان حاصل واکنش هاي هسته اي است و نه باقيمانده گرماي انفجار بزرگ. عالم هستي در مقياس کلي بسيار کمتر از دمايي است که در نزديکي ستارگان احساس مي شود)
رفته رفته دماي اين مجموعه يکنواخت از فوتون ها که شايد تعدادي الکترون و پاد الکترون (پوزيترون) هم همراه داشته باشد، به حدي به صفر مطلق نزديک مي شود که دما در سراسر جهان و در ميان همه ذرات آن يکسان مي شود. برخي دانشمندان معتقدند؛ در چنين شرايطي نوع جديدي از ماده به نام پوزيترونيم به وجود مي آيد که از يک الکترون و پوزيترون که در مدار فوق العاده بزرگي به دور هم در چرخشند، ايجاد مي شود.
امکان دارد که اين نوع ماده، محرک گونه جديدي از حيات باشد؛ البته تا زماني که دما از حد مشخصي به صفر مطلق نزديک تر نشده است و دماي کل مجموعه يکنواخت نيست، ولي وقتي دما کاملا يکنواخت شود، امکان انتقال گرما و توليد انرژي از اين راه از بين مي رود. در اين حالت، کاهش دما متوقف نمي شود.
طبق نظريه اطلاعات، در چنين شرايطي که دماي گيبونز ـ هاوکينگ نام دارد، انتقال اطلاعات غير ممکن است که به اين حالت مرگ اطلاعاتي گفته مي شود. امروز مي دانيم در جهاني با حرکت انبساطي کيهاني، مانند جهان ما در نهايت هرگونه اي از حيات محکوم به نابودي است. در آن زمان جهان هستي حداقل 10100 سال است.
تصور بزرگي اين عدد بسيار دشوار است. اگر يک سال را معادل يک اتم در نظر بگيريم، در حال حاضر 10100 عدد اتم در عالم وجود ندارد. با يکسان شدن دماي همه ذرات در دماي گيبونز ـ هاوکينگ، نمايش با شکوه خلقت به پايان مي رسد و همه ذرات عالم از جمله ذرات بدن شما براي نخستين بار پس از انفجار بزرگ آرام مي گيرند. زمان متوقف مي شود؛ چراکه هيچ گونه تغيير و تحولي در آن جهان روي نخواهد داد تا بتوان در اثر آن گذر زمان را احساس کرد. مي توان گفت پايان جهان برخلاف باور رايج، روشنايي مطلق است و نه تاريکي؛ با اين تفاوت که در آن موقع ناظري براي مشاهده اين روشنايي وجود نخواهد داشت.

پايان زمان با مرگ خورشيد
محققان دانشگاه کاليفرنيا بتازگي اعلام کردند، طبق مطالعات آنها اگر نظريه جهان هاي موازي صحيح باشد، زمان حدود پنج ميليارد سال ديگر، يعني همزمان با مرگ خورشيد به پايان مي رسد و نظريه انجماد بزرگ به واقعيت نخواهد پيوست.

نظريه جهان هاي موازي فرزند نظريه هاي مدرن فيزيک است که مي کوشند همه نيروها و ذرات عالم را همراه فيزيک کلاسيک و کوانتوم در يک نظريه واحد توضيح دهند. اين نظريه بيان مي کند که جهان ما فقط يکي از جهان هاي موجود در ابرفضاي چندبعدي است و جهان هاي بي شمار ديگري هم مانند حباب درون اين ابرفضا شناورند.

شايد فکر کنيد پايان جهان اتفاق وحشتناک و بي رحمانه اي است، ولي نگاهي دقيق و جامع به حضور انسان در اين جهان نشان مي دهد اندازه حضور ما در اين جهان به قدري عجيب و اندک است که شايد نتوانيم حق اظهار نظر درباره چگونگي عملکرد عالم را براي خود قائل شويم. محاسبات پروفسور برايان کاکس، استاد فيزيک ذرات دانشگاه منچستر نشان مي دهد، احتمال اين که از لحظه آفرينش تا تبخير آخرين سياهچاله ها در نقطه اي از جهان، امکان حيات به وجود بيايد، يک هزارم يک ميليارد ميليارد ميليارد ميليارد ميليارد ميليارد ميليارد ميليارد ميلياردم يک درصد بوده است.
او معتقد است: شگفت انگيزترين موضوع در عالم هستي يک چيز نيست، بلکه يک لحظه است و آن لحظه همين حالاست.

منبع: tabnakbato.ir