يتنبأ الفيزيائي بكيفية انتهاء الكون: بانفجارات لا مثيل لها في الوجود

بقايا المستعر الأعظم ، مستعر أعظم كيبلر. (NASA / CXC / Univ of Texas at Arlington / M. Millard et al.)

في نهاية الكون ، بعد فترة طويلة من وميض آخر النجوم الساطعة ، قد تكون هناك مجموعة أخيرة من الانفجارات. توصلت دراسة جديدة إلى أن هذه الانفجارات المبهرة التي يطلق عليها اسم المستعرات الأعظمية القزمة السوداء ، ستنذر بالظلام الأبدي مع غرق الكون في سبات.

المستعرات الأعظمية المقترحة حديثًا هي سلالة خاصة لم تحدث بعد في أي مكان في الكون. قد تكون المستعرات الأعظمية القزمة السوداء هي الأحداث الأخيرة التي تحدث في الكون ، والذي سيكون بحلول ذلك الوقت مكانًا فارغًا إلى حد كبير حيث تقترب درجة الحرارة من الصفر المطلق.

يتم تحديد حياة النجوم وموتها من خلال كتلتها. فالكبيرة منها 10 أضعاف كتلة الشمس تنفجر على شكل مستعرات أعظم ويمكن أن تصبح الثقوب السوداء .

لكن الأصغر ، والتي لا تنتج عناصر أثقل من خلال الاندماج النووي في قلبهم ، ينهون حياتهم كقشور صغيرة كثيفة من النجوم تعرف بالأقزام البيضاء. على مدى تريليونات السنين ، تخفت وتتحول إلى أجسام مجمدة وخالية من الضوء تعرف باسم الأقزام السوداء.

ورقة جديدة تنشر في المجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، يصف كيف قد تطلق هذه الأقزام السوداء في النهاية الأجزاء النهائية من الضوء في الكون عندما تنفجر على شكل مستعرات أعظم.

سوف تتكون المستعرات الأعظمية القزمة السوداء من خلال عملية كمومية تعرف باسم الاندماج النووي. عادة ما تغذي النجوم بالطاقة النووية الحرارية انصهار ، حيث تتغلب درجات الحرارة المرتفعة والضغوط على التنافر الكهربائي الطبيعي للنواة الذرية ، مما يسمح بذلك ذرات لتندمج في عناصر جديدة أثقل.

ولكن في الاندماج النووي ثنائي النواة ، تسمح النفق الكمومي للنواة الذرية بالاقتراب من بعضها البعض أكثر مما تفعل عادة. وهكذا يمكن للاندماج النووي ثنائي النواة أن يحول ببطء شديد العناصر الموجودة في القزم الأبيض إلى حديد - وهو آخر عنصر يمكن تكوينه عن طريق الاندماج.

قال مؤلف الدراسة مات كابلان ، الفيزيائي النظري في جامعة ولاية إلينوي: 'ردود الفعل هذه تستغرق وقتًا طويلاً بجنون'. يمكن أن تنتظر مليون سنة ولا ترى تفاعل اندماج واحد في قزم أسود.

بالمقارنة ، تدمج الشمس أكثر من 10 ^ 38 بروتونًا في الثانية. لتحويل قزم أسود إلى حديد من خلال الاندماج النووي ، سيستغرق الاندماج النووي 10 ^ 1100 و 10 ^ 32000 سنة. إذا كتبت جميع الأصفار في هذه الأرقام ، فستأخذ طول فقرة لفصل كتاب كامل ، على التوالي.

قال فريد آدامز ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ميتشيغان ، الذي لم يشارك في البحث الجديد: 'هذه المقاييس الزمنية هائلة'.

نتوقع أكبر قدر ممكن الثقوب السوداء أن تتبخر في نطاقات زمنية تتراوح من 10 إلى 100 عام فقط ، وهي لحظية مقارنة بالأوقات التي تمت مناقشتها في الورقة.

بمجرد أن يصبح القزم الأسود من الحديد في الغالب ، سيتم سحقه بواسطة كتلته. هذا الانهيار الجامح - المستعر الأعظم - من شأنه أن يؤدي إلى انفجار داخلي ضخم يخرج الطبقات الخارجية من القزم الأسود المتبقي.

في النجوم الكبيرة اليوم ، هذا التراكم الحديدي هو أيضًا ما يؤدي إلى ما يسمى بالمستعرات الأعظمية الانهيار الأساسية الأكثر شيوعًا.

ومع ذلك ، لن تحدث المستعرات الأعظمية القزمة السوداء إلا في النجوم القزمة السوداء التي تتراوح كتلتها بين 1.16 و 1.35 ضعف كتلة الشمس. تتكون هذه النجوم القزمة السوداء بدورها من نجوم نموذجية تبدأ بكتلة تعادل ستة إلى عشرة أضعاف كتلة الشمس.

قال كابلان '[إنها] ليست بالضبط مجموعة سكانية نادرة ، ولكنها أيضًا ليست الأكثر شيوعًا'.

في الواقع ، تشكل هذه النجوم حوالي 1٪ من جميع النجوم اليوم ، ويقدر كابلان أنه سيكون هناك حوالي مليار تريليون (10 ^ 21) من هذه المستعرات الأعظمية قبل نهاية الكون.

نظرًا لأن الأقزام السوداء لها كتل منخفضة نسبيًا ، فمن المحتمل أن تكون المستعرات الأعظمية القزمة السوداء أصغر قليلاً من تلك التي تحدث في الكون الحالي ، لكنها لا تزال مذهلة في كون آخر شديد السواد.

بعد هذه اللمسات الأخيرة من الضوء ، لن ينفجر أو يتألق أي شيء في الكون.

لذلك بينما يبدو أن الكون سينتهي في الجليد ، ستكون هناك شرارة من النار على طول الطريق.

تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة العلوم الحية . اقرأ المقال الأصلي هنا .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.