Czy Wszechświat czeka wieczna ciemność? Przyszłość Drogi Mlecznej i gwiazd

Wszechświat od miliardów lat pozostaje w stanie ciągłej ewolucji, a procesy w nim zachodzące mają miejsce na ogromnych skalach czasowych i przestrzennych. Choć energia gwiazd kiedyś wygaśnie, obecnie możemy podziwiać bogactwo światła i niezwykłych struktur galaktycznych, takich jak Droga Mleczna czy Andromeda.

Przewidywany widok fragmentu nieba z Drogą Mleczną i galaktyką Andromedy za około 4 miliardy lat na podstawie wceśniejszych scenariuszyNASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas; and A. Mellingerdomena publiczna

Z pewnością nie musimy się martwić, że za naszego życia Wszechświat się "skończy". Odkąd powstał w wyniku Wielkiego Wybuchu około 14 miliardów lat temu, ciągle się zmienia. Z początku wypełniony był rozproszonym gazem złożonym głównie z wodoru i helu. Później ten gaz się zapadł, tworząc gwiazdy i galaktyki, które są badane m.in. przez astrofizyka Stephena DiKerby'ego.

Co się stanie z gwiazdami w kosmosie?

Według niego nasze Słońce będzie świecić jeszcze przez miliardy lat, a obecnie jest w połowie swojego 10-miliardowego życia. To, ile żyje dana gwiazda, zależy od jej rozmiaru. Duże, niebieskie okazy żyją krócej, podczas gdy małe, chłodne i czerwone - znacznie dłużej.

Obecnie niektóre galaktyki nadal produkują nowe gwiazdy, jednak niektóre już wyczerpały swoje możliwości. Kiedy tak się dzieje, zaczynają blaknąć z powodu niedoboru nowych, jasnych, niebieskich gwiazd. Zostają tylko te stare, czerwone.

Ostatecznie wszystkie galaktyki w całym Wszechświecie przestaną produkować nowe gwiazdy, a ich światło wypełniające kosmos będzie stopniowo słabnąć, przesuwając się w stronę czerwieni. Za biliony lat te czerwone gwiazdy także znikną w mroku, jednak do tego czasu mnóstwo gwiazd wciąż jaśnieje i daje ciepło.

Czy Droga Mleczna i Andromeda się połączą?

Galaktyki ciągle się rozrastają, pochłaniając mniejsze od siebie. W przyszłości również będzie to miało miejsce. Kiedy co najmniej dwie galaktyki zbliżają się albo nachodzą na siebie, na ciała w każdej z nich działa też pole grawitacyjne innej galaktyki, zaburzając ruch. Taki proces trwa zwykle setki milionów lat, a skutkiem jego jest połączenie się galaktyk w jedną.

Nasza galaktyka Drogi Mlecznej i sąsiednia Andromeda mogą połączyć się w ten sposób za kilka miliardów lat, jednak gwiazdy w każdej z nich przeleciałyby obok siebie bez problemu, nie narażając się na kolizję.

Seria grafik przedstawiających kolejne etapy zderzenia dwóch galaktyk na tle sylwety gór; kompozycja ukazuje przekształcenia i mieszanie się struktur gwiazdowych oraz obłoków gazu aż do powstania jednej jasnej galaktyki eliptycznej.

Widok nieba z pozycji Ziemi w kolejnych etapach kolizji Drogi Mlecznej z Andromedą na podstawie wcześniejszych symulacjiNASA; ESA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; T. Hallas, and A. Mellingerdomena publiczna

Co się stanie z całym Wszechświatem?

Wielki Wybuch zapoczątkował ekspansję, która prawdopodobnie wciąż będzie trwała w przyszłości. Niektóre teorie jednak sugerują, że spowolni ona aż do całkowitego zatrzymania przez grawitację wszystkich obiektów we Wszechświecie.

Część dowodów wskazuje, że coś nieznanego zaczyna wywierać siłę odpychającą, powodując przyśpieszenie ekspansji. Naukowcy nazywają tę siłę ciemną energią, ale niewiele o niej wiadomo. Według tego poglądu galaktyki będą się od siebie oddalać coraz szybciej, aż wkrótce znikną nam z widoku.

Chociaż ten scenariusz kończy się mroczną wiecznością bez światła, nie musimy się nim na razie przejmować: żyjemy w erze pełnej gwiazd i galaktyk, które możemy obserwować, np. ogromną galaktykę IC 1101, przy której nasza blednie.