Skončí tenhle vesmír miliardami bilionů supernov černých trpaslíků?  
Podle exotické letní hypotézy Matta Caplana bude posledním ohňostrojem tohoto vesmíru nepředstavitelně vzdálená a ještě mnohem více nepředstavitelně dlouhá sekvence supernov černých trpaslíků. Odpálit by je měly kvantové jevy, které promění černé trpaslíky na železné černé trpaslíky a zároveň o něco sníží jejich Chandrasekharovu mez. Tohle je cesta do věčnosti.
Jak asi bude vypadat exploze černého trpaslíka. Kredit: NASA.
Jak asi bude vypadat exploze černého trpaslíka. Kredit: NASA.

S vesmírem je potíž. Když pomineme otázku, kolik vesmírů vlastně je, tak počátek vesmíru obestírají nejasnosti. A pokud jde o konec vesmíru, tak to není vůbec lepší. Spíše naopak. Naše znalosti fyziky, vesmíru a naše představivost to mají ohledně konce vesmíru velmi těžké. Existují různé hypotézy o konci vesmíru, z nichž jedna je exotičtější než druhá.

 

Matt Caplan. Kredit: Ohio University.
Matt Caplan. Kredit: Ohio University.

Známý fyzik a extravagantní vizionář Matt Caplan z americké llinois State University přichází s opravdu krásně exotickou hypotézou, která splňuje předpoklady pro letní vědu. Lehnete si v noci do trávy, zahledíte se na nebe, a pak se vám snad povede si alespoň trochu představit, co měl Caplan vlastně na mysli. A je to vážně síla. Podle Caplana tenhle vesmír skončí nesmírně pozvolnou záplavou supernov černých trpaslíků.

 

Většina hvězd, jak je dnes známe, skončí svoji „aktivní uměleckou dráhu“ v podobě bílého trpaslíka. To jsou oharky bývalých hvězd, v nichž už neprobíhá žádná jaderná fúze, a jejichž osudem je pozvolna vychládat. Velice, extrémně, přímo nepředstavitelně pozvolna vychládat. Podle stávajících teorií a představ o vesmíru doposud uplynulo tak „málo“ času od vzniku vesmír, že ještě žádný bílý trpaslík nemohl úplně vychladnout. Ani náhodou. Až se to ale nějakému bílému trpaslíkovi povede, což může být za extrémně dlouhou dobu, mnohonásobně delší, než je dosavadní existence vesmíru, tak by se měl změnit na černého trpaslíka. Jsou jako hvězdné strašidlo. Nikdo nikdy žádného neviděl, ale spousta lidí v ně věří.

Černý trpaslík by měl být … úplně černý. Kredit: NASA / Chandra.
Černý trpaslík by měl být … úplně černý. Kredit: NASA / Chandra.

 

Caplan vymyslel efektní konec hry pro náš vesmír, v němž hrají hlavní roli právě černí trpaslíci. Měla by to být poslední astrofyzikální show vesmíru před tím, než celý ztuhne v „tepelné smrti“ (Heath Death anebo Big Freeze), tedy v okamžiku, kdy se přestanou hýbat všechny částice, co do té doby ve vesmíru zbyly. Teplota dosáhne absolutní nuly a entropie maximální hodnoty. Pokud je Caplanův exotický scénář správný, tak tím posledním vzrušením, které tenhle vesmír zažije, budou právě supernovy černých trpaslíků.

 

Jak k takové supernově dojde? Jak bílí, tak černí trpaslíci by měli v průběhu času ztrácet elektrony. Mělo by k tomu docházet kvůli anihilaci elektronů s pozitrony. Úbytek elektronů oslabí nitro takového trpaslíka, který by pak měl mít tendenci ke zhroucení. Vědci zároveň předpokládají, že se černý trpaslíci díky kvantovým efektům postupně změní v železné černé trpaslíky, kteří budou tvořeni především železem-56.

 

Díky této změně ale podle Caplana dojde k jednomu zásadnímu posunu. U železných černých trpaslíků se sníží Chandrasekharova mez, což je maximální možná hmotnost bílého trpaslíka. Její překročení znamená explozi supernovy. U klasického bílého trpaslíka tato mez odpovídá 1,44 hmotnosti Slunce. U železného černého trpaslíka by ale měla poklesnout na 1,2 hmotnosti Slunce. Frakce černých trpaslíků, jejichž hmotnost původně tento limit přesahovala, se tudíž odpálí jako supernovy.

 

Caplan odhaduje, že by se to mělo týkat asi tak 1 procenta hvězd v celém pozorovatelném vesmíru. K těmto supernovám by podle Caplana mělo docházet ode dneška zhruba za (nepředstavitelných) 101100 let. A tenhle poslední ohňostroj by se měl odehrávat až do doby za (ještě mnohem více nepředstavitelných) 1032000 let. Jak vtipně poznamenávají v IFL Science, dneska si lidi myslí, že pár měsíců v lockdownu je celá věčnost.

 

 

Literatura

IFL Science 12. 8. 2020.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7. 8. 2020.

Datum: 13.08.2020
Tisk článku

Hvězdy: Úplný obrazový průvodce vesmírem - kolektiv autorů
 
 
cena původní: 599 Kč
cena: 479 Kč
Hvězdy: Úplný obrazový průvodce vesmírem
kolektiv autorů
Související články:

Jaderné „těsto“ z neutronových hvězd je 10-miliardkrát pevnější než ocel     Autor: Stanislav Mihulka (19.09.2018)
Hvězdný stroj by mohl pohnout celou Sluneční soustavou     Autor: Stanislav Mihulka (28.12.2019)
Hrozí nám bubliny nicoty požírající vesmír?     Autor: Stanislav Mihulka (08.03.2020)



Diskuze:

PR hypotezy

Radoslav Porizek,2020-08-19 10:01:21

Ako obycejne, jedna sa skor snaha o PR pre jednej vedeckej hypotezy, nez realny opis buducnosti. Pretoze ovela skor sa nam rozpadnu protony, ktorych polcas rozpadu je "len" 1.67×10^34 rokov, takze v dobe, kedy by sa to udajne malo odohravat, zelezo ani ine prvky uz davno nebudu existovat.

Odpovědět

Na 100%

Mojmir Kosco,2020-08-17 16:01:39

Takhle vesmír skončí. Jak vůbec může někdo pochybovat a stačí tak málo uz od aristotela jed jediný nehybny bod.

Odpovědět

Já jako laik se domnívám,

Karel Ralský,2020-08-17 11:22:41

že vesmír tu bude tak dlouho jak bude padat do černé díry v jejímž prstenci který je mírně spirálový se nachází a jelikož jsme uvnitř pokládáme vnější projevy například "horizont událostí" za velký třesk a vidíme pouze okraje zatím 13miliard let kde je nic i mezi galaxiemi takzv temná hmota(bezčasí) je podobné jako uprostřed podobné oku hurikánu také (bezčasí= nepřítomnost hmoty která vytváří prostor a čas) říká se tomu černá díra.A jelikož jsme zhruba uprostřed Planckova času a zabíráme pouhých podle mě 22-40 miliard let prostoru(vše co je nad 13 miliard let nevidíme plus minus 3 miliardy let kde naše hmota(celý vesmír) se vůči nám už pohybuje rychleji než světlo) takže jsme někde na začátku téměř nekonečného pádu a než se projeví kvantový přechod horizontu událostí netroufnu si tento čas odhadnout(řádově v tisících miliardách let) ale bude více energie a méně hmoty což už je měřitelné tedy náš baryonový vesmír se na rozdíl od tvrzení oficiálních vědců se také bude zmenšovat(meně baryonové hmoty více dír a bezčasí na krajích) i když zdánlivě vidíme opak.
Je to jen laický názor můj tedy bývalého honáka dobytka.A kupodivu zatím jsem měl vždy pravdu( viz moje předchozí příspěvky i před vice než 20 lety i zde na oslu).

Odpovědět

+

Jan Adamek,2020-08-14 10:11:47

Pozrel som si Wikipédiu a nevyzerá to na dobu železnú.

Zvyšné jadro hviezdy sa môže v závislosti na svojej hmotnosti stať alebo neutrónovou hviezdou, čiernou dierou, prípadne aj doteraz iba hypotetickou hyperónovou alebo kvarkovou hviezdou, pretože však mechanizmu kolapsu supernovy rozumieme málo, hraničné hmotnosti nepoznáme.

Ešte ma napadlo Hawkingovo odparovanie. Keď je možné u čiernej diery, tak by malo byť aj u týchto hviezd. Len či sa Hawkingovo vyťahovanie častíc nepreceňuje. Pochybujem, že vek vesmíru stačil na odparenie aspoň jednej čiernej diery.

Odpovědět


Re: +

Jan Adamek,2020-08-14 10:13:29

To malo byť na konci diskusie. :(

Odpovědět

divoká kosmologie

Zita Šustová,2020-08-13 08:34:25

Čím „pokročilejší“ máme kosmologii, tím méně a méně máme ty divoké a divočejší nápady-hypotézy podložené fyzikální matematikou. První velkou kosmologickou bublinou byla strunová teorie, ta měla až moc „své“ matematiky ( s ní pak zahynula ). Pak přichází po 20 let spousta divokých nápadů ( téměř všechny bez matematiky ) a těmi předposledními nápady jsou temná hmota a temná energie, s jakýmisi „matematickými spekulacemi“, nepodloženými observačními daty chybně vyhodnocenými. Dtto Everett s jeho jinými paralelními světy, nebo L.Motl s „bránami“ mezi jinými světy, a další a další, na které se nedaří napasovat ty poslední matematické teorie ( po nich už žádné ) jako je OTR a QM. Dokonce i ty černé díry tu jsou spíš matematickými výtvory, než realitou, která by prokázala „co“ je pod horizontem událostí (?) (časupodobné smyčky, monotématická baryonní hmota s nábojem či bez, brána do jiných světů, ??, možná i higgsův boson ?). Vím, že můj příspěvek je naivní, ale možná rozbouří zdejší ….

Odpovědět


Re: divoká kosmologie

Josef Sysel,2020-08-13 13:07:18

Myslím si to samé, jen aby jste věděla.

Odpovědět


Re: Re: divoká kosmologie

Pavel Nedbal,2020-08-14 19:27:37

Taky sdílím Váš názor. A myslím, že se do podobného stavu dostává i částicová fyzika.

Odpovědět


Re: Re: Re: divoká kosmologie

Josef Sysel,2020-08-16 10:48:12

Tu jsem měl na mysli, trochu jsem to popletl.

Odpovědět


Re: divoká kosmologie

Petr Mikulášek,2020-08-13 16:57:33

Já mám spíš pocit, že se kosmologie začíná posouvat z krabičky "věda" do krabičky "fantazie". Protože se to vyplácí. To si takhle pan docent přijde s šílenou teorií a prudí s ní tak dlouho, než dostane prachy na její ověření. A co dokážou? Nic. Kolik že desítek představ o temné hmotě skončilo zjištěním, že to je nesmysl?
Mezi náma, celá temná hmota a temná energie je nesmysl, jenom víc vynáší v ni věřit, protože pak přinese možnost kariéry bez toho, že by se člověk nějak předřel - vždycky se dá argumentovat, že je ta mašina moc malá a je potřeba dalších 20M USD a 10 let na její vylepšení.

Odpovědět


Re: divoká kosmologie

Jan Novák9,2020-08-14 09:11:44

Já myslí že současná matematika se prostě pod horizont nedostane. Na to musíme:

1. zjistit z čeho se skládají kvarky protože neutronová hvězda => kvarková hvězda => černá díra jako hadrony => kvarky => ??

2. zjistit jak se chovají hadrony dosahující rychlosti světla protože jí na horizontu dosahují

3. zjistit jak se chová hmota, prostor a čas při gravitaci na hranici zhroucení a ověřit to pokusem. Pokud by se to podařilo tak jako vedlejší produkt by z toho mohlo vzniknout zařízení pro přímou přeměnu jakékoliv hmoty na energii. Jedině to by umožnilo cestu ke hvězdám (bez červí díry apod.)

Odpovědět


Re: divoká kosmologie

Pavel Ouběch,2020-08-14 10:02:32

Je pravda, že nejrůznější fantazie se velmi dobře prodávají široké veřejnosti. A čím širší okruh nadšených konzumentů těchto - většinou - blábolů, tím více benefitů pro autora.
Na to, už dávno před vědci, přišli politici.
Posledních několik desítek let se zdá, že tahle psychóza pseudo-reality, tedy relativizace pravdy, zasahuje snad už celou společnost ve všech jejích projevech. Téměř nikdo už neví, co je pravda a co je lež.

Aby v téhle změti fantazií a myšlenek cokoliv vyniklo, musí jít do extrémů. Extrémní barvy, extrémní tvary, extrémní fantazie, extrémní sex, extrémní násilí, ..... Média jsou toho plná.
To všechno (a nejen to) je obrazem postmoderny, ve které nyní lidstvo vězí až po uši.
Dobré na tom všem je, že padají z trůnů tzv. elity, se vším ostatním se drolí i pýcha společnosti jedinců "vyvolených".
Špatné je to, že naprostá většina populace netuší, co je pravda a především, jestli vůbec existuje.
Kde potom hledat a především nalézat pravdu?
Obávám se, že odpověď přijde až s koncem postmoderny. Co postmodernu nahradí, je otázka, na kterou zatím není odpověď.
Kdy to bude ?
Někdo, například prof. Halík, se domnívá, že jsme zatím jen na začátku, na prahu postmoderny.
Já doufám, že už jsme na počátku jejího konce. - Tedy také na prahu, ale směrem ven :-)

Když se toho dožijeme, bude to velmi zajímavé. Ale aby to bylo, bude potřeba, kromě klasického "průchodu dějinami" nějaký katalyzátor. Bohužel opět nevíme, co jím bude nebo jestli už nezačal působit.
Určitě není potřeba mít obavu z nudy :-)

Odpovědět

+

Jan Adamek,2020-08-13 08:23:25

Prečo by produktom supernov z čiernych trpaslíkov mali byť zase len čierni trpaslíci? Naša Zem môže byť pokojne poskladaná z produktov takejto supernovy.

Odpovědět


Re: +

Ondřej Nosek,2020-08-13 12:14:38

No tak zemi dělají zemí prvky lehčí železa. Z takovéto supernovy vznikne hromada těžkých prvků, takže jsme v malé obměně tam kde jsme byli. Žádná fúze, oceány ani plyny, jenom poloradiaktivní hrouda kovu.

Odpovědět


Re: Re: +

Jan Adamek,2020-08-14 06:46:18

Keď buchne supernova, tak rozpráši aj ťažké prvky, preto ich máme na zemi, ale energia sa premení na častice z ktorých vznikne vodík...

Odpovědět


Re: Re: Re: +

Jan Novák9,2020-08-14 08:55:01

Energie bude relativně málo, většina supernovy bude ze železa ze kterého žádnou energii nedostanete - spíš nějakou pohltí. Nebude to normální výbuch supernovy, spíš takové kýchnutí. Trpaslík odpálí vnější vrstvičku z lehčích prvků. Vzhledem k věku budou vrstvy dobře separované. Část energie se spotřebuje na kompresi jádra a vznik těžších prvků.

Odpovědět


Re: Re: Re: +

Ondřej Nosek,2020-08-14 18:36:08

Taknějak žiju v představě, že přetavení nějakého rozumného množství hmoty na záření o takové hustotě a energii aby jsme se dostali na začátek cyklu hmoty nestačí ani “normální” supernova ani podobné šílené jevy a kosmické srážky. Pokudže je toho schopná v jádru, v jádru zůstane.Vodík rozprášený supernovou je jenom pozůstatek pláště nebožky hvězdy. Mohl by to někdo znalejší okomentovat a vyvést mě z omylu?

Odpovědět


Re: +

Jiří Pospíšil,2020-08-17 00:10:50

Pane Adamíku, nemůže. Protože žádná hvězda, jak je psáno, ještě nevychladla do formy černého trpaslíka, stojí v článku, že tak starý vesmír ještě není. A tedy se Země nemůže skládat z prvku vyslaných do vesmíru výbuchem černého trpaslíka.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace