Chung kết của Vũ trụ, một kịch bản sau nhiều tỉ năm

Trái đất sẽ bị đóng băng khi mà Mặt trời chết đi, nhưng đó mới chỉ là bắt đầu thôi. (Ảnh Tumblr)

Cách để yêu thương điều gì đó đó là nhận ra rằng sẽ có ngày mình sẽ mất nó. - G. K. Chesterton

Phải mất tới 13.8 tỉ năm tiến hóa của vũ trụ để chúng ta có mặt ở đây. Các thế hệ sao phải sống và chết để tạo ra các nguyên tố nặng; các thiên hà nguyên sinh phải hợp lại để tạo ra dải Ngân Hà; các đám mây bụi liên tinh phải va đập vào tạo ra các sao mới để tạo nên các hành tinh đá; các hợp chất vô cơ và hữu cơ phải liên kết với nhau để tạo ra thế giới; tiến hóa sinh học và các thảm họa thiên nhiên - bằng những cách vô cùng đặc biệt - mà đỉnh cao là sự xuất hiện của loài người, cách đây chỉ vài trăm nghìn năm. Từ 12.000 năm trước, chúng ta phát minh ra nông nghiệp, khoa học, chính trị và tất các các nền văn minh mà chúng ta đã biết cho tới nay. Đó là một cuộc hành trình đáng ghi nhận đã biến đổi thế giới của chúng ta, và nhờ vào các chương trình không gian của nhân loại, mà chúng ta đã và đang cải tạo cả hệ Mặt trời.

Loài người đã gửi robot và các xe do thám từ 50 năm nay. (ảnh NASA)

Nhưng dù chúng ta có làm gì, thì luôn tồn tại một sự thật, thế giới của chúng ta sẽ không tồn tại mãi mãi. Một loạt các sự kiện địa chất sẽ làm mọi thứ thay đổi, làm Trái Đất khác xa so với những gì đang có ở hiện tại. Sau khoảng 60.000 năm, Mặt Trời và các ngôi sao sẽ di chuyển đủ để các chòm sao xô vào nhau và hầu như lầm nó khác xa so với những gì chúng ta đang nhìn thấy ở hiện tại. Và sau đó 100.000 năm nữa, chúng ta sẽ đến với kỉ Băng Hà tiếp theo. Và trong một triệu năm sau nữa, Siêu núi lửa Yellowstone sẽ bùng phát, làm thay đổi bề mặt Trái Đất vĩnh viễn.

Nhưng tất cả những điều ở trên còn không bằng cái móng tay so với những gì Vũ trụ chuẩn bị cho chúng ta.

Bắt đầu vào khoảng gần 4 tỉ năm nữa, thiên hà Andromeda (và có thể là cả thiên hà Tam Giác) sẽ dung hợp với dải Ngân Hà của chúng ta để thay đổi cấu trúc của các thiên hà và bầu trời đêm (điều này có thể thấy bằng mắt thường). Cách xa 2.5 triệu năm ánh sáng nhưng tiến tới với tốc độ 43km/s, các tính toán mô phỏng đã chỉ ra rằng sự va chạm và bùng nổ đầu tiên sẽ xảy ra trong 3.8 tỉ năm nữa, và sự kết hợp sẽ hoàn thành sau 5.5 tỉ năm. Trọng lực sẽ giúp hình thành nên một siêu thiên hà khổng lồ: Milkdromeda, mà hệ Mặt trời vẫn là một phần của nó. Ở một cấp độ vũ trụ cao hơn, các thiên hà sẽ di chuyển ra xa chúng ta, và sau khoảng 100 tỉ năm, sẽ hoàn toàn biến mất khỏi tầm quan sát của chúng ta.

Nhưng hệ Mặt Trời của chúng ta sẽ còn nguyên vẹn qua tất cả những điều trên mặc dù nó sẽ không giống như ngày nay. Mặt Trời sẽ càng ngày càng nóng lên, đun sôi các đại dương trong khoảng 1-2 tỉ năm tới và kết thúc sự sống trên Trái Đất. Sau cùng, ở thời điểm 5-7 tỉ năm, lõi Mặt Trời sẽ hết nhiên liệu cho các phản ứng nhiệt hạch, làm ngôi sao Mẹ của chúng ta trở thành một sao Khổng Lồ Đỏ, tiện thể nuốt luôn cả sao Thủy và sao Kim. Nhờ vào đặc trưng tiến hóa của sao, Trái Đất và Mặt Trăng sẽ ''được'' đẩy ra xa và thoát khỏi số phận "rực rỡ" như hai người hàng xóm.

Sau khi đốt hết nhiên liệu cho các phản ứng - hầu hết là helium trong lõi - Mặt Trời sẽ tách lớp vỏ ngoài ra để tạo nên một hệ tinh vân vô định, và lõi của nó sẽ trở thành một sao lùn trắng. Đây gần như là kết thúc của toàn bộ các sao trong Vũ trụ. Tuy nhiên các hành tinh vẫn sẽ ở đó, quay quanh tàn dư lạnh lẽo âm ỉ của ngôi sao. Và quá trình này sẽ mất khoảng 9.5 triệu năm để hoàn thành.

Mặt Trời sau khi cạn kiệt nhiên liệu phản ứng hạt nhân

Trong khoảng thời gian này, Trái Đất vẫn tiếp tục quay quanh Mặt trời, trong khi trọng lực của Mặt trăng vẫn tiếp tục tác dụng lên, tạo ra một mô-men xoắn - như khi bạn tác dụng lực vào một vật đang xoay. Điều này làm cho Mặt trăng ngày càng xa Trái Đất và đồng thời làm Trái Đất quay chậm dần. Sự giảm tốc này gần như không thể cảm nhận được (1.4 mili giây trong 100 năm). 50 tỉ năm trôi qua, Mặt Trăng cần 47 ngày để hoàn thành quỹ đạo quanh Trái Đất (so với hiện tại là 27.3 ngày), và 47 một-ngày-24-giờ hiện tại sẽ thành một ngày sau 50 tỉ năm nữa.

Khi sự hình thành các sao tiếp diễn, các ngôi sao chết sẽ mượn nhiên liệu từ không gian và các ngôi sao lụi tàn sẽ hợp nhất với nhau, vật chất hình thành sao cũng chỉ có giới hạn. Kể cả những sao có vòng đời dài nhất cũng chỉ kéo dài khoảng 100 nghìn tỉ năm, và sau một triệu tỉ tỉ năm thì sự hình thành các sao sẽ hoàn toàn chấm dứt. Chỉ có các vụ va chạm ngẫu nhiên hay sự hợp nhất các sao hay các hay hệ sao tàn lụi mới mang ánh sáng cho thiên hà, những tàn dư sẽ nguội dần và hòa vào bóng tối. Cuối cùng, các sao lùn trắng cũng nguội lạnh, phóng thích năng lượng vào không gian. Điều này mất tương đối nhiều thời gian (theo ước tính là khoảng một nghìn triệu tỉ năm), hoặc một triệu lần tuổi của vũ trụ hiện tại. Những nguyên tử vẫn còn đó, nhưng chúng chỉ hơn vài độ so với độ không tuyệt đối. Ở thời điểm đó, toàn bộ bầu trời sẽ tối đen, không có chút ánh sáng nào có thể nhìn thấy được.

Bạn sẽ tự hỏi sẽ phải mất bao nhiêu thời gian để một sao lùn đen (từng một thời là Mặt Trời của chúng ta) sẽ có thể gặp một sao khác để kết hợp và tái sinh. Ở giữa dải Ngân Hà và Andromeda và các nhóm sao trong khu vực, có khoảng một nghìn tỉ sao và tàn tích sao bay vòng vòng. Trong hệ hỗn loạn này, một hệ sao bình thường có thể sẽ phải mất rất rất nhiều thời gian để va chạm với thứ khác. Sau khoảng 10^21 năm, sao lùn đen ở trung tâm hệ Mặt trời sẽ ngẫu nhiên va chạm với một sao lùn đen khác, sản sinh ra một vụ nổ siêu tân tinh cấp Ia, hủy diệt toàn bộ những gì còn lại của hệ Mặt Trời.

Đó là định mệnh cuối cùng cùng nhiều sao trong khu vực, nhưng không phải tất cả, có một chu trình khác hiệu quả hơn, và có nhiều khả năng xảy ra với chúng ta hơn: sự phóng thích trọng lực từ các nhóm sao trong khu vực. Khi có quá nhiều vật thể trong một quỹ đạo trọng lực hỗn loạn, một vài vật thể sẽ bị trục xuất khỏi đó. Điều này xảy ra ở các cụm sao hình cầu và giải thích tại sao chúng lại gần nhau đến thế, và có rất nhiều sao Xanh, hoặc các sao già hơn kết hợp với nhau tại trung tâm của các tàn tích cổ xưa.


Hiệu ứng khi Trái Đất di chuyển qua các đường cong không thời gian sẽ làm cho quỹ đạo Trái Đất lệch đi, cuối cùng bị cuốn vào Mặt trời. Tất cả các quỹ đạo, bao gồm cả quỹ đạo trọng lực trong thuyết tương đối rộng sẽ lệnh sau rất nhiều nhiều năm một cách chậm chạp, khoảng vài 10^15 năm.

Nhưng nếu chúng ta vẫn còn ở siêu thiên hà Milkdromeda, việc bị cuốn vào hố đen trung tâm sẽ không xảy ra khi điều đó phải mất khoảng 10^200 năm, và hố đen thì không sống được lâu thế. Nhờ vào thuyết tương đối rộng và vật lí lượng tử, các hố đen sẽ mất đi khối lượng và bốc hơi theo thời gian, qua một chu trình được gọi là Bức xạ Hawking, dựa theo tên của người đã phát hiện ra nó: Stephen Hawking. Bức xạ này sẽ làm biến mất hầu hết các hố đen trong vũ trụ sau khoảng 10^100 năm và một hố đen cỡ mặt trời sau 10^67 năm.

Sau khi hố đen phân rã, chỉ còn vật chất tối tồn tại, điều đó có nghĩa là Trái Đất sẽ bị cuốn vào ngôi sao lùn đen đã từng một thời là mặt trời. Điều duy nhất để tránh được là một vụ va chạm hoặc một tương tác trọng lực đánh bật Trái đất ra khỏi quỹ đạo Mặt trời, giải phóng chúng ta vào vùng sâu trong không gian vô định. Không cần biết thế giới này sẽ kết thúc trong lửa, hay vĩnh viễn đông cứng trong một Vũ trụ tăm tối và trống rỗng, tất cả những điều này rồi sẽ đến.


Theo Starts with a Bang!

Tiêu đề do người dịch đặt.

29
5411 lượt xem
29
19
19 bình luận