Esiet sveicināts kosmoloģijas 101 trešajā un pēdējā daļā. Līdz šim mēs esam aprakstījuši Visuma vēsturi līdz pat šim brīdim. Bet kas notiek tālāk? Kā mūsu visums beigsies? Un kā mēs varam būt tik pārliecināti, ka tieši tāpēc stāsts izvērsās?
Roberts Frosts reiz rakstīja: “Daži saka, ka pasaule beigsies ugunī; daži saka ledū. ” Tāpat daži zinātnieki ir postulējuši, ka Visums var nomirt vai nu dramatiskā, kataklizmiskā nāvē - vai nu “lielā izlaušanās” vai “lielā sabrukumā”, vai arī lēnākā, pakāpeniskākā “lielā sasaluma” nāvē. Mūsu kosmosa galīgajam liktenim ir daudz sakara ar tā formu. Ja Visums būtu atvērts, piemēram, uz seglu, un tumšās enerģijas enerģijas blīvums pieauga bez saistījuma, kosmosa izplešanās ātrums galu galā kļūs tik liels, ka pat atomi tiks saplēsti - liels plīsums. Un otrādi, ja Visums būtu slēgts, piemēram, lode, un gravitācijas spēks apsteidza tumšās enerģijas ietekmi, kosmosa ārējā izplešanās galu galā apstāsies un mainīsies, sabrūkot lielā krīzē.
Neskatoties uz uguns poētisko skaistumu, pašreizējie novērojumi dod priekšroku mūsu Visuma ledainajam galam - lielam aizsalumam. Zinātnieki uzskata, ka mēs dzīvojam telpiski plakanā Visumā, kura paplašināšanās paātrinās tumšās enerģijas klātbūtnes dēļ; tomēr kopējais kosmosa enerģijas blīvums, visticamāk, ir mazāks vai vienāds ar tā saukto “kritisko blīvumu”, tāpēc nebūs liela Rip. Tā vietā Visuma saturs galu galā pārmērīgi dreifēsies viens no otra, un siltuma un enerģijas apmaiņa tiks pārtraukta. Kosmoss būs sasniedzis maksimālās entropijas stāvokli, un neviena dzīvība nespēs izdzīvot. Nospiedošs un mazliet antiklimaksisks? Laikam. Bet tas, iespējams, nebūs uztverams, kamēr Visums nebūs vismaz divreiz lielāks par tā pašreizējo vecumu.
Šajā brīdī jūs, iespējams, kliedzat: “Kā mēs to visu zinām? Vai tas viss nav tikai niknās spekulācijas? ” Pirmkārt, mēs bez šaubām zinām, ka Visums paplašinās. Astronomiskie novērojumi konsekventi pierāda, ka gaisma no tālām zvaigznēm vienmēr ir sarkani nobīdīta attiecībā pret mums; tas ir, tā viļņa garums ir izstiepts kosmosa paplašināšanās dēļ. Tas novirza uz divām iespējām, pagriežot pulksteni atpakaļ: vai nu paplašinošais Visums vienmēr ir pastāvējis un ir bezgalīgs ar vecumu, vai arī tas sāka paplašināties no sevis mazākas versijas noteiktā laikā pagātnē, un tādējādi tam ir noteikts vecums. Ilgu laiku līdzsvara stāvokļa teorijas piekritēji atbalstīja iepriekšējo skaidrojumu. Tikai Arno Penzias un Roberts Wilson atklāja kosmiskās mikroviļņu fona 1965. gadā, ka lielā sprādziena teorija kļuva par vispieņemtāko Visuma izcelsmes skaidrojumu.
Kāpēc? Kaut kas tik liels kā mūsu kosmoss pilnībā atdziest, vajadzīgs diezgan ilgs laiks. Ja patiesībā Visums sākās ar tāda veida pūslīšajām enerģijām, kādu prognozē lielā sprādziena teorija, tad astronomiem šodien vajadzētu redzēt zināmu pārpalikušo karstumu. Viņi to dara: vienmērīgs 3K mirdzums, kas vienmērīgi izkliedēts katrā debesu punktā. Ne tikai tas, bet arī WMAP un citi satelīti ir novērojuši niecīgu neviendabīgumu CMB, kas precīzi atbilst sākotnējam kvantu svārstību spektram, ko paredz lielā sprādziena teorija.
Kas vēl? Apskatiet gaismas elementu relatīvo pārpilnību Visumā. Atcerieties, ka pirmajās kosmosa jaunās dzīves minūtēs apkārtējās vides temperatūra bija pietiekami augsta, lai notiktu kodolsintēze. Termodinamikas likumi un baronu (t.i., protonu un neitronu) relatīvais blīvums kopā precīzi nosaka, cik daudz šajā laikā varētu veidoties deitērijs (smagais ūdeņradis), hēlijs un litijs. Kā izrādās, mūsu pašreizējā Visumā ir daudz vairāk hēlija (25%!) Nekā to varētu radīt nukleosintēze zvaigžņu centrā. Tikmēr karsts agrīnais Visums - tāpat kā tas, ko postulē lielā sprādziena teorija - rada precīzi gaismas elementu proporcijas, kuras zinātnieki novēro žurnālā Space.
Bet pagaidiet, ir vēl kas. Liela mēroga struktūras sadalījumu Visumā var ļoti labi kartēt, pamatojoties tikai uz CMB novērotajām anizotropijām. Turklāt šodienas liela mēroga struktūra izskatās ļoti atšķirīga no tās, kurai raksturīgs liels sarkanais nobīde, norādot uz dinamisku un mainīgu Visumu. Turklāt šķiet, ka vecāko zvaigžņu vecums atbilst kosmosa vecumam, ko piešķir lielā sprādziena teorija. Tāpat kā jebkurai teorijai, tai ir savas vājās puses - piemēram, horizonta problēma vai plakanuma problēma vai tumšās enerģijas un tumšās vielas problēmas; bet kopumā astronomiskie novērojumi daudz lielākā mērā sakrīt ar lielā sprādziena teorijas prognozēm nekā jebkura cita konkurenta ideja. Kamēr šīs izmaiņas nemainās, šķiet, ka lielā sprādziena teorija ir palikusi.
