Jaki jest ostateczny los gromady galaktyk?

Jesteśmy dość świadomi, że gromady galaktyk oddalają się od siebie z powodu ekspansji kosmicznej, która ostatecznie wypędzi ich z horyzontu kosmicznego zdarzenia, pozostawiając je oddzielnie, każde z osobna, „pojedyncze ciało” w swoim lokalnym obserwowalnym wszechświecie bez możliwości komunikowania się lub wpływać na inne klastry.

Same gromady są trzymane razem przez wiązanie grawitacyjne, które zapobiega ich wewnętrznemu rozerwaniu przez ekspansję kosmiczną, przynajmniej zakładając, że gęstość ciemnej energii ostatecznie nie wzrośnie drastycznie.

Co stanie się z klastrem? Początkowo zakładałem, że czarne dziury pochłoną całą dostępną materię i połączą się w jedną, samotną czarną dziurę. Ale ani czarne dziury nie są ostatecznie wieczne z powodu promieniowania Hawkinga, ani też nie połykają wszystkich gwiazd, podobno większość gwiazd dobrze ucieka przed grawitacją.

Cóż więc, według obecnych teorii lokalna gromada galaktyk przekształci się w t → ∞?

Jak zauważyłeś, w przyspieszającym Wszechświecie struktury na dużą skalę będą coraz bardziej izolowane. W pewnym momencie będziesz miał grawitacyjnie związane supergromady oddzielone bardzo dużymi pustkami i coraz mniejszymi strukturami włókienkowymi.

Po izolacji możemy badać dynamikę tych niezależnych supergromad. W bardzo dużych skalach czasowych galaktyki zderzają się i łączą. Po zderzeniach będziesz miał tendencję do tworzenia galaktyk eliptycznych. Myślę więc, że skończysz z wielką pojedynczą galaktyką eliptyczną.

Wtedy możemy być zainteresowani przyszłością gwiazd tych galaktyk. Najpierw widzimy obecnie, że tempo formowania się gwiazd osiągnęło już szczyt miliarda lat temu. W związku z tym, że liczba zderzeń galaktyk, które zwykle są ukierunkowane na formowanie się gwiazd, tempo formowania się gwiazd będzie powoli spadać. Ponadto, ponieważ ciężkie pierwiastki (wszystkie pierwiastki oprócz wodoru i helu) powstają w gwiazdach, przyszłe pokolenie gwiazd będzie miało coraz więcej ciężkich pierwiastków. Z jądrowego punktu widzenia najbardziej stabilnym pierwiastkiem jest żelazo, więc w bardzo dużych skalach czasowych lekkie elementy zostaną przekształcone w żelazo, podczas gdy ciężkie pierwiastki rozpadną się w żelazo.

$10^{30}$

$t\rightarrow\infty$

Uwaga: jest to hipotetyczny scenariusz i istnieje wiele niewiadomych

To zależy od tego, gdzie znajduje się klaster. Wielkoskalowe cechy wszechświata (zarówno obserwowane, jak i symulowane) składają się z włókien i pustek. Poniżej znajduje się mapa opracowana przez Sloan Digital Sky Survey (SDSS) pokazująca te funkcje.

Każda kropka tutaj to osobna galaktyka.

Symulacje pokazują niezwykle to samo. Oto wideo z Millennium Simulation$t \rightarrow \infty$

Galaktyki można albo oderwać, albo zderzyć ze sobą. Wynika to z dwóch możliwych teorii: The Big Crunch i The Big freeze. Ale to prawda, jeśli weźmiemy pod uwagę tylko dwie interesujące galaktyki.

Pustki i Czarne Dziury nie powinny być ignorowane, ponieważ ich obecność powinna eskalować lub zburzyć istniejące siły. Ci dwaj są w równym stopniu odpowiedzialni za los galaktyk.

EDYCJA: The Big Crunch i The Big Freeze to dwie teoretyczne możliwości, które stanowią przyszłość dla naszego wszechświata. Każda z teorii kończy koniec, w którym wszechświat albo zaczyna się kurczyć, jak kiedyś się rozszerzył, a tym samym kończy się w osobliwości, jak kiedyś, lub wszechświat nieustannie się powiększa, czyniąc go zimniejszym i zimniejszym. Pustki i Czarne Dziury nie powinny bezpośrednio odnosić się do powyższych losów, ale będą ich ostatecznym wynikiem .