Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

Конец Вселенной

Конец Вселенной

Исследование грядущего Вселенной принципно отличается от исследования прошедшего. Прошедшее оставило свои следы, и, обнаруживая их, мы проверяем корректность собственных представлений. Картина грядущего — это всего экстраполяция, ровная проверка тут невозможна. И все же сейчас фундамент физических и астрофизических познаний так прочен, что позволяет с достаточной уверенностью рассматривать отдаленное будущее Вселенной.

Оно зависит сначала от того, будет ли она вечно расширяться. Разглядим поначалу будущее неограниченно расширяющейся однородной Вселенной с плотностью, не превосходящей критичного значения. Какие же процессы произойдут в этой неограниченно расширяющейся Вселенной?

1-ый из таких процессов на данный момент ни у кого не вызывает колебаний — звезды в дальнейшем погаснут. Солнце окончит свою активную эволюцию через несколько млрд лет и перевоплотится в белоснежный лилипут размером с Землю, который будет равномерно остывать.

Звезды массивнее Солнца проживут еще меньше и зависимо от массы в конце концов перевоплотился или в нейтронные звезды с поперечником всего в 10-ки км, или в темные дыры.

В конце концов, вероятен трагический взрыв в конце актуального пути звезды с полным ее разрушением. Так, по-видимому, взрываются некие звезды, именуемые сверхновыми.

Звезды наименее мощные, чем Солнце, живут подольше, да и они в какой-то момент преобразуются в остывшие лилипуты.

В наше время появляются и новые звезды из межзвездной среды. Но придет время, когда нужные припасы ядерной энергии и вещества будут исчерпаны, новые звезды рождаться не будут, а старенькые перевоплотился в прохладные тела либо темные дыры.

Звездная эпоха эволюции Вселенной завершится приблизительно через 1014 лет. Этот срок громаден, он в 10 тыщ раз больше времени, прошедшего от начала расширения Вселенной до наших дней. А сейчас о судьбе галактик. Звездные системы — галактики — состоят из сотен млрд звезд. В центрах галлактик, возможно, находятся сверхмассивные темные дыры, о чем свидетельствуют бурные процессы в галактических ядрах, наблюдаемые астрофизиками. Для грядущего галактик существенны очень редчайшие в наше время действия, когда какая-либо звезда в итоге гравитационного взаимодействия с другими звездами приобретает огромную скорость, покидает галактику и преобразуется в межгалактического странника. Звезды равномерно будут покидать галактику, а ее центральная часть будет понсмногу сжиматься, превращаясь в очень малогабаритное звездное скопление. В таком скоплении звезды будут сталкиваться вместе, превращаясь в газ, и этот газ в главном будет падать в центральную сверхмассивную дыру, увеличивая ее массу. Звезды также будут разрушаться приливными силами, пролетая очень близко от этой темной дыры.

Конечный шаг — это сверхмассивная темная дыра, поглотившая остатки звезд центральной части галактики, и рассеивание около 90 процентов всех звезд наружных частей в пространстве. Процесс разрушения галактик завершится приблизительно через 1019 лет, все звезды к этому времени издавна погаснут и растеряют право именоваться звездами.

Для последующих процессов определяющей является предсказываемая современной физикой непостоянность ядерного вещества. Имеется в виду, что протон хотя и очень длительно живущая, но все таки нестабильная частичка. Теория “величавого объединения”, которая предвещает бурные процессы в эру с 10-34 секунды по 10~32 секунды после начала расширения Вселенной, предвещает и необходимость распада протона (также и нейтрона в составе сложных ядер, который в этих критериях также числился размеренным). Среднее время его жизни оценивается приблизительно в 1032 лет. Конечный продукт распада протона — один позитрон, излучение в виде фотона, нейтрино и, может быть, одна либо несколько электронно-позитронных пар. Хотя распад протона еще не наблюдался конкретно, не достаточно кто из физиков колеблется в неизбежности такового процесса.

Итак, приблизительно через 1032 лет ядерное вещество стопроцентно распадется. Из мира пропадут даже погасшие звезды. Но распад ядерного вещества уже за длительное время ранее срока начнет играть важную роль в эволюции Вселенной. Позитроны, возникающие при распаде нуклонов (это общее заглавие протонов и нейтронов), аннигилируют с электронами, превращаясь в фотоны, которые совместно с фотонами, прямо возникающими при распаде нуклона, нагревают вещество. Только нейтрино свободно покидают звезду и уносят около 30 процентов всей энергии распада.

Процесс распада будет поддерживать температуру погибших звезд и планет на уровне хоть и низком, но все таки приметно отличном от абсолютного нуля. Так, белоснежные лилипуты, остыв за 1017 лет до температуры 5 Кельвинов, будут позже сохранять эту температуру из-за выделения энергии при распаде вещества снутри их. Нейтронные звезды остывают за 1019 лет до температуры около 100 Кельвинов, после этого распад вещества в их будет поддерживать эту температуру.

Спустя 1032 лет все ядерное вещество стопроцентно распадется, звезды и планетки перевоплотился в фотоны и нейтрино.

Несколько другая судьба у растерянного в пространстве газа, который остается после разрушения галактик (по массе он может составить около 1-го процента всего вещества Вселенной). Ядерное вещество этого газа тоже, очевидно, распадется через 1032 лет. Но в данном случае позитроны, возникающие при распаде, уже

не будут аннигилировать с электронами — из-за последней разреженности газа возможность встречи этих частиц очень мала, и в итоге появляется разреженная электронно-позитронная плазма.

К этому времени, другими словами через 1032 лет, во Вселенной останутся еще темные дыры, возникшие из мощных ввезд после их угасания, и сверхмассивные темные дыры, образовавшиеся в центрах галактик (об их судьбе мы скажем малость позднее).

Что все-таки будет происходить во Вселенной после распада ядерного вещества?

В ту дальную эру во Вселенной будут находиться фотоны, нейтрино, электронно-позитронная плазма и темные дыры. Основная часть массы окажется сосредоточенной в фотонах и нейтрино. Ибо конкретно в эти виды материи перевоплотится обыденное вещество после распада. Начнется эпоха излучения. Правда, нужно держать в голове, что это излучение, очень очень остывшее.

С расширением Вселенной плотность массы излучения стремительно будет падать, потому что миниатюризируется и плотность числа частиц, и энергия каждого кванта (а означает, и его масса). В отличие от исцеления средняя плотность обыкновенной материи в виде электронно-позитронной плазмы и темных дыр убывает только из-за уменьшения их концентрации при расширении Вселенной. Означает, плотность этих видов материи убывает медлительнее, чем плотность излучения. Потому ко времени 1033 лет плотность материи уже будет определяться приемущественно массой, заключенной в темных дырах. Ее будет еще больше, чем в электронно-позитронной плазме. Если масса покоя нейтрино не ноль, как мы это разбирали выше, то значимая толика массы останегся также в нейтрино. На замену эпохе излучения придет эпоха темных дыр!

Да и темные дыры не вечны. В поле тяготения поблизости темной дыры происходит, как мы знаем, рождение частиц; при этом у темных дыр с массой порядка звездной и больше появляются кванты излучения. Таковой процесс ведет к уменьшению массы темной дыры, она равномерно преобразуется в фотоны, нейтрино, гравитоны. Но процесс этот очень неспешный. Скажем, темная дыра с массой в 10 масс Солнца улетучится за 1069 лет, а сверхмассивная темная дыра, масса которой еще в млрд раз больше, — за 1096 лет. И все таки равномерно все темные дыры перевоплотился в излучение, и оно вновь станет доминирующим по массе во Вселенной, опять наступит эпоха излучения. Но это излучение несоизмеримо более прохладное, чем излучение в эру распада вещества. Вследствие расширения Вселенной плотность излучения, как уже говорилось, падает резвее плотности электрон-но-позитронной плазмы, и через 10100 лет станет доминирующей эта самая плазма и, не считая нее, во Вселенной не остается фактически ничего.

На 1-ый взор картина эволюции Вселенной в отдаленном будущем смотрится очень пессимистически из-за постепенного распада, деградации, рассеяния.

К возрасту Вселенной 10100 лет в мире останутся фактически только электроны и позитроны, рассеянные в пространстве с ужасающе жалкой плотностью: одна частичка будет приходиться на объем, равный 10185 объемам всей видимой сейчас Вселенной. Значит ли это, что в дальнейшем замрут все процессы, не будет происходить активных движений физических форм материи, нереально будет существование каких-то сложных систем, а тем паче разума в какой бы то ни было форме?

Нет, таковой вывод был бы неверен. Естественно, с нашей нынешней точки зрения все процессы в дальнейшем будут очень замедленны, но ведь и пространственные масштабы тогда будут другими. Напомним, что в самом начале расширения Вселенной, когда температура была приблизительно 1027 Кельвинов, происходили процессы рождения вещества, текли бурные реакции, длительность которых исчислялась 10~34 секунды, а пространственные масштабы были порядка 10-24 сантиметра. Исходя из убеждений схожих масштабов и сверхбыстрых процессов нынешние действия во Вселенной, в том числе и наша жизнь, это нечто неописуемо неспешное и очень растянутое в пространстве. По воззрению известного южноамериканского физика Дайсона, в любом отдаленном будущем вероятны будут сложные формы движения материи и даже разумная жизнь, правда, в непривычных формах, и “пульс жизни будет биться все медлительнее, но никогда не остановится”.

Новиков И.Д.

Оставить комментарий